JP6781635B2 - Fuel supply mechanism and high pressure pump - Google Patents

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本発明は、コモンレール噴射システムにおいてコモンレールに加圧した燃料を供給する燃料供給機構、及び、該燃料供給機構を備えた高圧ポンプに関する。 The present invention relates to a fuel supply mechanism that supplies pressurized fuel to the common rail in a common rail injection system, and a high-pressure pump provided with the fuel supply mechanism.

図７は、従来のコモンレール噴射システムの一例を示す構成図である。
図７に示す従来のコモンレール噴射システム１０１は、高圧ポンプ１１０、コモンレール１０４、及び複数のインジェクター１０５（燃料噴射弁）を備えている。高圧ポンプ１１０は、燃料タンク１０２に貯留されている燃料を加圧して高圧燃料とし、コモンレール１０４に供給（圧送）するものである。詳しくは、高圧ポンプ１１０の吸入口には、低圧配管１０６の一端が接続されている。低圧配管１０６の他端は、燃料タンク１０２内に配置されている。また、高圧ポンプ１１０の吐出口は、高圧配管１０７を介してコモンレール１０４に接続されている。すなわち、高圧ポンプ１１０は、燃料タンク１０２内の燃料を、低圧配管１０６を通して吸入する。そして、高圧ポンプ１１０は、吸入した燃料を加圧機構で加圧して高圧燃料とし、高圧配管１０７を通して高圧燃料をコモンレール１０４に供給する。なお、図７に示す従来のコモンレール噴射システム１０１は、低圧配管１０６に、高圧ポンプ１１０へ燃料を送る供給ポンプ１０３も備えている。 FIG. 7 is a configuration diagram showing an example of a conventional common rail injection system.
The conventional common rail injection system 101 shown in FIG. 7 includes a high pressure pump 110, a common rail 104, and a plurality of injectors 105 (fuel injection valves). The high-pressure pump 110 pressurizes the fuel stored in the fuel tank 102 to obtain high-pressure fuel, and supplies (pumps) the fuel to the common rail 104. Specifically, one end of the low pressure pipe 106 is connected to the suction port of the high pressure pump 110. The other end of the low pressure pipe 106 is arranged in the fuel tank 102. Further, the discharge port of the high-pressure pump 110 is connected to the common rail 104 via the high-pressure pipe 107. That is, the high-pressure pump 110 sucks the fuel in the fuel tank 102 through the low-pressure pipe 106. Then, the high-pressure pump 110 pressurizes the sucked fuel with a pressurizing mechanism to obtain high-pressure fuel, and supplies the high-pressure fuel to the common rail 104 through the high-pressure pipe 107. The conventional common rail injection system 101 shown in FIG. 7 also includes a supply pump 103 that sends fuel to the high pressure pump 110 in the low pressure pipe 106.

コモンレール１０４は、高圧ポンプ１１０から供給された高圧燃料を蓄えるものである。複数のインジェクター１０５は、コモンレール１０４に蓄えられた高圧燃料を、エンジンの燃焼室に噴射するものである。
このように構成されたコモンレール噴射システム１０１の高圧ポンプ１１０は、コモンレール１０４に高圧燃料を供給する燃料供給機構として、例えば図８に示すような燃料供給機構１０９を備えている。 The common rail 104 stores high-pressure fuel supplied from the high-pressure pump 110. The plurality of injectors 105 inject the high-pressure fuel stored in the common rail 104 into the combustion chamber of the engine.
The high-pressure pump 110 of the common rail injection system 101 configured in this way includes, for example, a fuel supply mechanism 109 as shown in FIG. 8 as a fuel supply mechanism for supplying high-pressure fuel to the common rail 104.

図８は、従来の高圧ポンプが備える燃料供給機構の一例を示す構成図である。
高圧ポンプ１１０の燃料供給機構１０９は、加圧機構１１１、低圧燃料供給流路１１４、燃料供給弁１２０、高圧燃料供給流路１１５、及び吐出弁１３０を備えている。加圧機構１１１は、燃料を加圧する加圧室１１２を備えている。この加圧室１１２の一端は、往復動自在なプランジャー１１３で構成されている。このため、プランジャー１１３が往復動（図８において上下動）することにより、加圧室１１２の容積つまり圧力が変動する。 FIG. 8 is a configuration diagram showing an example of a fuel supply mechanism included in a conventional high-pressure pump.
The fuel supply mechanism 109 of the high-pressure pump 110 includes a pressurization mechanism 111, a low-pressure fuel supply flow path 114, a fuel supply valve 120, a high-pressure fuel supply flow path 115, and a discharge valve 130. The pressurizing mechanism 111 includes a pressurizing chamber 112 for pressurizing fuel. One end of the pressurizing chamber 112 is composed of a plunger 113 that can be reciprocated. Therefore, when the plunger 113 reciprocates (moves up and down in FIG. 8), the volume of the pressurizing chamber 112, that is, the pressure fluctuates.

低圧燃料供給流路１１４は、燃料タンク１０２に貯留されている燃料を加圧室１１２に供給するものである。この低圧燃料供給流路１１４の一端は、加圧室１１２に接続されている。また、低圧燃料供給流路１１４の他端は、低圧配管１０６を介して燃料タンク１０２に連通している。燃料供給弁１２０は、低圧燃料供給流路１１４に設けられている。燃料供給弁１２０は、加圧室１１２から流出する燃料の流れを規制する逆止弁である。換言すると、加圧室１１２の圧力が燃料供給弁１２０よりも上流側（燃料タンク１０２側）となる低圧燃料供給流路１１４部分の圧力よりも所定量以上低くない場合には、燃料供給弁１２０は閉じている。そして、加圧室１１２の圧力が燃料供給弁１２０よりも上流側（燃料タンク１０２側）となる低圧燃料供給流路１１４部分の圧力よりも所定量以上低くなった際、燃料供給弁１２０が開き、加圧室１１２へ燃料が流れ込む。 The low-pressure fuel supply flow path 114 supplies the fuel stored in the fuel tank 102 to the pressurizing chamber 112. One end of the low pressure fuel supply flow path 114 is connected to the pressurizing chamber 112. Further, the other end of the low pressure fuel supply flow path 114 communicates with the fuel tank 102 via the low pressure pipe 106. The fuel supply valve 120 is provided in the low pressure fuel supply flow path 114. The fuel supply valve 120 is a check valve that regulates the flow of fuel flowing out of the pressurizing chamber 112. In other words, when the pressure of the pressurizing chamber 112 is not lower than the pressure of the low-pressure fuel supply flow path 114 portion on the upstream side (fuel tank 102 side) of the fuel supply valve 120 by a predetermined amount or more, the fuel supply valve 120 Is closed. Then, when the pressure of the pressurizing chamber 112 becomes lower than the pressure of the low-pressure fuel supply flow path 114 portion on the upstream side (fuel tank 102 side) of the fuel supply valve 120 by a predetermined amount or more, the fuel supply valve 120 opens. , Fuel flows into the pressurizing chamber 112.

高圧燃料供給流路１１５は、加圧室１１２で加圧された燃料（高圧燃料）をコモンレール１０４に供給するものである。この高圧燃料供給流路１１５の一端は、加圧室１１２に接続されている。また、高圧燃料供給流路１１５の他端は、高圧配管１０７を介してコモンレール１０４に接続されている。吐出弁１３０は、高圧燃料供給流路１１５に設けられている。吐出弁１３０は、加圧室１１２へ流入する燃料の流れを規制する逆止弁である。換言すると、加圧室１１２の圧力が吐出弁１３０よりも下流側（コモンレール１０４側）となる高圧燃料供給流路１１５部分の圧力よりも所定量以上高くない場合には、吐出弁１３０は閉じている。そして、加圧室１１２の圧力が吐出弁１３０よりも下流側（コモンレール１０４側）となる高圧燃料供給流路１１５部分の圧力よりも所定量以上高くなった際、吐出弁１３０が開き、加圧室１１２からコモンレール１０４側へ高圧燃料を吐出させる。 The high-pressure fuel supply flow path 115 supplies the fuel (high-pressure fuel) pressurized in the pressurizing chamber 112 to the common rail 104. One end of the high-pressure fuel supply flow path 115 is connected to the pressurizing chamber 112. The other end of the high-pressure fuel supply flow path 115 is connected to the common rail 104 via the high-pressure pipe 107. The discharge valve 130 is provided in the high-pressure fuel supply flow path 115. The discharge valve 130 is a check valve that regulates the flow of fuel flowing into the pressurizing chamber 112. In other words, if the pressure in the pressurizing chamber 112 is not higher than the pressure of the high-pressure fuel supply flow path 115 portion on the downstream side (common rail 104 side) of the discharge valve 130, the discharge valve 130 is closed. There is. Then, when the pressure in the pressurizing chamber 112 becomes higher than the pressure of the high-pressure fuel supply flow path 115 portion on the downstream side (common rail 104 side) of the discharge valve 130 by a predetermined amount or more, the discharge valve 130 opens and pressurizes. High-pressure fuel is discharged from the chamber 112 to the common rail 104 side.

このように構成された図８に示す高圧ポンプ１１０の燃料供給機構１０９は、次のように動作する。
プランジャー１１３が下降して加圧室１１２の圧力が低下すると、燃料供給弁１２０が開く。これにより、燃料タンク１０２に貯留されている燃料は、低圧燃料供給流路１１４を通って加圧室１１２に吸入される。そして、プランジャー１１３が上昇し始め、加圧室１１２の圧力がある圧力以上になると、燃料供給弁１２０が閉じて、加圧室１１２の燃料の吸入が終了する。燃料供給弁１２０が閉じた後もプランジャー１１３が上昇し続けることにより、加圧室１１２内の燃料は、加圧されて高圧燃料となる。そして、プランジャー１１３が上昇し続け、加圧室１１２内の圧力がさらに上昇すると、吐出弁１３０が開き、加圧室１１２内の高圧燃料が高圧燃料供給流路１１５へ吐出される。この吐出された高圧燃料は、高圧燃料供給流路１１５を通ってコモンレール１０４に流入し、該コモンレール１０４に蓄えられる。 The fuel supply mechanism 109 of the high-pressure pump 110 shown in FIG. 8 configured in this way operates as follows.
When the plunger 113 is lowered and the pressure in the pressurizing chamber 112 is lowered, the fuel supply valve 120 is opened. As a result, the fuel stored in the fuel tank 102 is sucked into the pressurizing chamber 112 through the low-pressure fuel supply flow path 114. Then, when the plunger 113 starts to rise and the pressure in the pressurizing chamber 112 exceeds a certain pressure, the fuel supply valve 120 closes and the intake of fuel in the pressurizing chamber 112 ends. As the plunger 113 continues to rise even after the fuel supply valve 120 is closed, the fuel in the pressurizing chamber 112 is pressurized to become high-pressure fuel. Then, when the plunger 113 continues to rise and the pressure in the pressurizing chamber 112 further rises, the discharge valve 130 opens and the high-pressure fuel in the pressurizing chamber 112 is discharged to the high-pressure fuel supply flow path 115. The discharged high-pressure fuel flows into the common rail 104 through the high-pressure fuel supply flow path 115 and is stored in the common rail 104.

ここで、図８に示した燃料供給機構１０９は、加圧室１１２に吸入した燃料の全てを加圧する構成となっている。このため、エンジンにかかる負荷が小さく、インジェクター１０５から噴射する燃料が少なくてよい条件においては、過剰に燃料を加圧（圧縮）する仕事を行うこととなる。加圧室１１２での燃料の加圧は上述のようにプランジャー１１３の往復動作によって行われるが、該プランジャー１１３は、図示せぬドライブシャフト等を介して、エンジンで駆動される。このため、図８に示した燃料供給機構１０９では、エンジンの燃費が悪化してしまうという課題があった。 Here, the fuel supply mechanism 109 shown in FIG. 8 is configured to pressurize all of the fuel sucked into the pressurizing chamber 112. Therefore, under the condition that the load applied to the engine is small and the amount of fuel injected from the injector 105 is small, the work of excessively pressurizing (compressing) the fuel is performed. The pressurization of the fuel in the pressurizing chamber 112 is performed by the reciprocating operation of the plunger 113 as described above, and the plunger 113 is driven by the engine via a drive shaft or the like (not shown). Therefore, the fuel supply mechanism 109 shown in FIG. 8 has a problem that the fuel efficiency of the engine deteriorates.

そこで、高圧ポンプの従来の燃料供給機構には、燃料供給弁を強制的に開くプッシュロッドと、該プッシュロッドを駆動する電磁弁とを備えたものも提案されている（特許文献１参照）。
以下、図９を用いて、特許文献１に開示されている燃料供給機構の構成を説明する。なお、図９では、図７及び図８と同一の機能や構成については同一の符号を用いることとする。 Therefore, a conventional fuel supply mechanism for a high-pressure pump has been proposed to include a push rod for forcibly opening the fuel supply valve and an electromagnetic valve for driving the push rod (see Patent Document 1).
Hereinafter, the configuration of the fuel supply mechanism disclosed in Patent Document 1 will be described with reference to FIG. 9. In FIG. 9, the same reference numerals are used for the same functions and configurations as those in FIGS. 7 and 8.

図９は、従来の高圧ポンプが備える燃料供給機構の別の一例を示す構成図である。
図９に示す高圧ポンプ１１０の燃料供給機構１０９は、図８で示した燃料供給機構１０９の構成に加えて、プッシュロッド１５２、バネ１５４及び電磁弁１５１を備えている。プッシュロッド１５２の一端は、燃料供給弁１２０の弁体１２２に当接している。また、プッシュロッド１５２の他端は、バネ１５４によって、燃料供給弁１２０の弁体１２２側に押圧されている。電磁弁１５１は、通電された際、プッシュロッド１５２をバネ１５４の方へ引き戻すものである。つまり、電磁弁１５１は、バネ１５４がプッシュロッド１５２を押圧する力をキャンセルするものである。このため、電磁弁１５１が通電されていない状態では、燃料供給弁１２０は、弁体１２２がプッシュロッド１５２で押され、強制的に開かれた状態となる。また、電磁弁１５１が通電されている状態では、バネ１５４の押圧力がキャンセルされるため、燃料供給弁１２０は、加圧室１１２の圧力に応じて開閉することとなる。 FIG. 9 is a configuration diagram showing another example of the fuel supply mechanism provided in the conventional high-pressure pump.
The fuel supply mechanism 109 of the high-pressure pump 110 shown in FIG. 9 includes a push rod 152, a spring 154, and a solenoid valve 151 in addition to the configuration of the fuel supply mechanism 109 shown in FIG. One end of the push rod 152 is in contact with the valve body 122 of the fuel supply valve 120. Further, the other end of the push rod 152 is pressed toward the valve body 122 side of the fuel supply valve 120 by the spring 154. The solenoid valve 151 pulls the push rod 152 back toward the spring 154 when it is energized. That is, the solenoid valve 151 cancels the force of the spring 154 pressing the push rod 152. Therefore, when the solenoid valve 151 is not energized, the fuel supply valve 120 is forced to open when the valve body 122 is pushed by the push rod 152. Further, when the solenoid valve 151 is energized, the pressing force of the spring 154 is canceled, so that the fuel supply valve 120 opens and closes according to the pressure of the pressurizing chamber 112.

図９のように構成された燃料供給機構１０９においては、プランジャー１１３が下降する燃料の吸入工程で加圧室１１２に吸入された燃料の少なくとも一部は、プランジャー１１３が上昇する燃料の加圧工程で電磁弁１５１に通電しない間、強制的に開かれた燃料供給弁１２０を通って低圧燃料供給流路１１４に戻る。そして、加圧工程で電磁弁１５１に通電され、燃料供給弁１２０が閉じると、加圧室１１２内に残っている燃料を加圧する。このため、図９のように電磁弁１５１を備えた燃料供給機構１０９は、加圧する燃料の量を調整できるため、過剰に燃料を加圧（圧縮）する仕事を行うことを防止でき、エンジンの燃費を向上させることができる。 In the fuel supply mechanism 109 configured as shown in FIG. 9, at least a part of the fuel sucked into the pressurizing chamber 112 in the fuel suction step in which the plunger 113 is lowered is the fuel added by the plunger 113. While the solenoid valve 151 is not energized in the pressure step, it returns to the low pressure fuel supply flow path 114 through the forcibly opened fuel supply valve 120. Then, when the solenoid valve 151 is energized in the pressurizing step and the fuel supply valve 120 is closed, the fuel remaining in the pressurizing chamber 112 is pressurized. Therefore, as shown in FIG. 9, the fuel supply mechanism 109 provided with the solenoid valve 151 can adjust the amount of fuel to be pressurized, so that it is possible to prevent the work of excessively pressurizing (compressing) the fuel, and the engine Fuel economy can be improved.

ところで、エンジンの燃費向上及び排気ガス中の汚染物質の低減等、エンジン性能の向上の観点から、インジェクター１０５からの燃料の噴射量は、より高精度な方が好ましい。この際、インジェクター１０５からの燃料の噴射量を高精度に制御するためには、コモンレール１０４内の圧力も重要な要因の１つとなる。未燃焼の燃料を減らすため噴射される燃料の微粒化を促進する高圧が必要とされる一方で、エンジン回転数や燃焼室内の圧力状況に見合わない過度な高圧噴射は、噴射された燃料が燃焼室壁面に到達し液滴となり未燃焼となる。よって、高負荷高回転時は高圧噴射で大噴射量、低負荷低回転時は低圧噴射で低噴射量と言った具合となるのが一般的である。 By the way, from the viewpoint of improving engine performance such as improvement of engine fuel efficiency and reduction of pollutants in exhaust gas, it is preferable that the amount of fuel injected from the injector 105 is more accurate. At this time, in order to control the fuel injection amount from the injector 105 with high accuracy, the pressure in the common rail 104 is also one of the important factors. While high pressure is required to promote atomization of the injected fuel in order to reduce unburned fuel, excessive high pressure injection that does not match the engine speed and pressure conditions in the combustion chamber causes the injected fuel to be injected. It reaches the wall surface of the combustion chamber and becomes droplets that are not burned. Therefore, it is common that high-pressure injection has a large injection amount at high load and high rotation, and low-pressure injection has a low injection amount at low load and low rotation.

ここで、エンジンの負荷が大きい状態から小さい状態に変化した際、インジェクター１０５からの燃料の噴射圧と噴射量を最適に制御するためには、コモンレール１０４内の圧力を速やかに低下させる必要がある。しかしながら、図８及び図９で示した燃料供給機構１０９では、コモンレール１０４内の圧力を速やかに低下させることができない。そこで、従来のコモンレール噴射システムには、図１０に示すような構成のものも提案されている。 Here, when the load of the engine changes from a large state to a small state, it is necessary to quickly reduce the pressure in the common rail 104 in order to optimally control the fuel injection pressure and the injection amount from the injector 105. .. However, in the fuel supply mechanism 109 shown in FIGS. 8 and 9, the pressure in the common rail 104 cannot be quickly reduced. Therefore, a conventional common rail injection system having a configuration as shown in FIG. 10 has also been proposed.

図１０は、従来のコモンレール噴射システムの別の一例を示す構成図である。なお、図１０では、図７〜図９と同一の機能や構成については同一の符号を用いることとする。
図１０に示すコモンレール噴射システム１０１は、コモンレール１０４に圧力調整弁１４０が接続されている。この圧力調整弁１４０は、該圧力調整弁１４０を開閉する電磁弁を備えている。また、圧力調整弁１４０には、逃がし流路１１６の一端が接続されている。この逃がし流路１１６の他端は、燃料タンク１０２に連通している。 FIG. 10 is a configuration diagram showing another example of the conventional common rail injection system. In FIG. 10, the same reference numerals are used for the same functions and configurations as those in FIGS. 7 to 9.
In the common rail injection system 101 shown in FIG. 10, a pressure regulating valve 140 is connected to the common rail 104. The pressure regulating valve 140 includes a solenoid valve that opens and closes the pressure regulating valve 140. Further, one end of the relief flow path 116 is connected to the pressure adjusting valve 140. The other end of the relief flow path 116 communicates with the fuel tank 102.

図１０に示すコモンレール噴射システム１０１は、コモンレール１０４内の圧力を速やかに低下させる場合、電磁弁に通電して、圧力調整弁１４０を開く。圧力調整弁１４０を開くことにより、コモンレール１０４内に蓄えられた高圧燃料は、圧力調整弁１４０及び逃がし流路１１６を通って、燃料タンク１０２へ戻る。これにより、コモンレール１０４内の圧力を速やかに低下させることができる。 The common rail injection system 101 shown in FIG. 10 energizes the solenoid valve and opens the pressure adjusting valve 140 when the pressure in the common rail 104 is rapidly reduced. By opening the pressure regulating valve 140, the high-pressure fuel stored in the common rail 104 returns to the fuel tank 102 through the pressure regulating valve 140 and the relief flow path 116. As a result, the pressure in the common rail 104 can be quickly reduced.

特開２０１５−２０６２６８号公報JP-A-2015-206268

図９に示した高圧ポンプ１１０の燃料供給機構１０９と図１０で示した圧力調整弁１４０とを組み合わせてコモンレール噴射システムの燃料供給機構を構成することにより、エンジンの性能を向上させることができる。しかしながら、コモンレール噴射システムの燃料供給機構をこのように構成するには、駆動源として２つの電磁弁（燃料供給機構１０９の電磁弁１５１と、圧力調整弁１４０の電磁弁）が必要となる。このため、コモンレール噴射システムの燃料供給機構をこのように構成するには、スペースが必要となる。このため、コモンレール噴射システムの燃料供給機構をこのように構成した場合、エンジンルームが大型化してしまう、及び、エンジンレイアウトの自由度が減少してしまう等の課題があった。また、図９の電磁弁１５１（燃料供給弁１２０の駆動源）の電力供給線が断線した場合は燃料供給弁１２０を開いたまま固着するため、コモンレール１０４に燃料を供給できない虞があった。 By combining the fuel supply mechanism 109 of the high-pressure pump 110 shown in FIG. 9 and the pressure regulating valve 140 shown in FIG. 10 to form the fuel supply mechanism of the common rail injection system, the performance of the engine can be improved. However, in order to configure the fuel supply mechanism of the common rail injection system in this way, two solenoid valves (solenoid valve 151 of the fuel supply mechanism 109 and solenoid valve of the pressure regulating valve 140) are required as drive sources. Therefore, space is required to configure the fuel supply mechanism of the common rail injection system in this way. For this reason, when the fuel supply mechanism of the common rail injection system is configured in this way, there are problems that the engine room becomes large and the degree of freedom of the engine layout is reduced. Further, when the power supply line of the solenoid valve 151 (drive source of the fuel supply valve 120) of FIG. 9 is disconnected, the fuel supply valve 120 is stuck open, so that there is a risk that fuel cannot be supplied to the common rail 104.

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、エンジンの性能を向上させることができ、エンジンルームの大型化及びエンジンレイアウトの自由度の減少等も抑制することができ、且つ、燃料供給弁の駆動源の電力供給線の断線時にも高圧燃料の圧送が可能な燃料供給機構及び高圧ポンプを提案することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is possible to improve the performance of the engine, suppress the increase in the size of the engine room and the decrease in the degree of freedom of the engine layout, and the like. The purpose of the present invention is to propose a fuel supply mechanism and a high-pressure pump capable of pumping high-pressure fuel even when the power supply line of the drive source of the fuel supply valve is disconnected.

本発明に係る燃料供給機構は、加圧室で燃料を加圧する加圧機構と、一端が前記加圧室に接続され、燃料タンクに貯留されている燃料を前記加圧室に供給する低圧燃料供給流路と、前記低圧燃料供給流路に設けられ、前記加圧室から流出する燃料の流れを規制する逆止弁である燃料供給弁と、一端が前記加圧室に接続され、該加圧室で加圧された燃料をコモンレールに供給する高圧燃料供給流路と、前記高圧燃料供給流路に設けられ、前記加圧室へ流入する燃料の流れを規制する逆止弁である吐出弁と、を備えた燃料供給機構であって、一端が前記高圧燃料供給流路に接続され、該高圧燃料供給流路を流れる燃料を、前記コモンレールに供給されないように逃がす逃がし流路と、前記逃がし流路に設けられ、前記高圧燃料供給流路から流出する燃料の流れを規制する逆止弁である圧力調整弁と、前記燃料供給弁の弁体と前記圧力調整弁の弁体との間に設けられたピエゾアクチュエーターを有する駆動装置と、を備え、前記ピエゾアクチュエーターは、前記ピエゾアクチュエーターに電圧が印加されていない状態においては、前記燃料供給弁の弁体及び前記圧力調整弁の弁体を押圧しない第１状態となり、前記ピエゾアクチュエーターに第１電圧値の電圧が印加されている状態においては、前記第１状態よりも伸びて、前記燃料供給弁の弁体を押圧して前記燃料供給弁を開き、且つ、前記圧力調整弁の弁体を押圧しない第２状態となり、前記ピエゾアクチュエーターに第１電圧値よりも大きな第２電圧値の電圧が印加されている状態においては、前記第２状態よりも伸びて、前記燃料供給弁の弁体を押圧して前記燃料供給弁を開き、且つ、前記圧力調整弁の弁体を押圧して前記圧力調整弁を開く第３状態となるものである。 The fuel supply mechanism according to the present invention includes a pressurizing mechanism that pressurizes fuel in a pressurizing chamber and a low-pressure fuel that is connected to the pressurizing chamber at one end and supplies fuel stored in a fuel tank to the pressurizing chamber. A supply flow path, a fuel supply valve which is provided in the low-pressure fuel supply flow path and is a check valve for regulating the flow of fuel flowing out from the pressurizing chamber, and one end of which is connected to the pressurizing chamber to add the fuel. A high-pressure fuel supply flow path that supplies the fuel pressurized in the pressure chamber to the common rail, and a discharge valve that is provided in the high-pressure fuel supply flow path and is a check valve that regulates the flow of fuel flowing into the pressure chamber. A fuel supply mechanism including, one end of which is connected to the high-pressure fuel supply flow path, and a relief flow path for allowing fuel flowing through the high-pressure fuel supply flow path to escape so as not to be supplied to the common rail, and the relief flow path. Between the pressure regulating valve, which is a check valve provided in the flow path and regulates the flow of fuel flowing out from the high-pressure fuel supply flow path, and the valve body of the fuel supply valve and the valve body of the pressure regulating valve. A drive device having a provided piezo actuator is provided, and the piezo actuator presses the valve body of the fuel supply valve and the valve body of the pressure adjusting valve in a state where no voltage is applied to the piezo actuator. In the first state in which the fuel supply valve is not operated and the voltage of the first voltage value is applied to the piezo actuator, the fuel supply valve is pushed by pressing the valve body of the fuel supply valve to extend from the first state. In the second state in which the valve body of the pressure regulating valve is opened and the valve body of the pressure regulating valve is not pressed, and a voltage having a second voltage value larger than the first voltage value is applied to the piezo actuator, the second state Is also extended to open the fuel supply valve by pressing the valve body of the fuel supply valve, and to open the pressure adjusting valve by pressing the valve body of the pressure adjusting valve.

また、本発明に係る高圧ポンプは、コモンレール噴射システムに用いられ、コモンレールに加圧した燃料を供給する高圧ポンプであって、本発明に係る燃料供給機構を備えたものである。 Further, the high-pressure pump according to the present invention is a high-pressure pump used in a common rail injection system and supplies pressurized fuel to the common rail, and is provided with a fuel supply mechanism according to the present invention.

本発明に係る燃料供給機構及び高圧ポンプをコモンレール噴射システムに採用することにより、１つの駆動源（ピエゾアクチュエーター）によって、燃料供給弁の弁体を駆動することにより加圧室にて加圧する燃料の量を調整でき、圧力調整弁の弁体を駆動することによりコモンレール内の圧力を速やかに低下させることができる。このため、本発明は、エンジンの性能を向上させることができると共に、エンジンルームの大型化及びエンジンレイアウトの自由度の減少等も抑制することもできる。また、本発明は、図９で示した電磁弁方式に対し、燃料供給弁の駆動源であるピエゾアクチュエーターへの通電の有無と燃料供給弁の開閉の動作を逆にすることにより、無通電時も燃料を圧送可能とし、ピエゾアクチュエーターの電力供給線の断線時にも燃料を圧送しエンジンの運転を維持することができる。 By adopting the fuel supply mechanism and high-pressure pump according to the present invention in the common rail injection system, the fuel to be pressurized in the pressurizing chamber by driving the valve body of the fuel supply valve with one drive source (piezo actuator). The amount can be adjusted, and the pressure in the common rail can be quickly reduced by driving the valve body of the pressure regulating valve. Therefore, the present invention can improve the performance of the engine, and can also suppress an increase in the size of the engine room and a decrease in the degree of freedom in the engine layout. Further, in the present invention, in contrast to the solenoid valve system shown in FIG. 9, the presence / absence of energization of the piezo actuator, which is the drive source of the fuel supply valve, and the opening / closing operation of the fuel supply valve are reversed, so that the fuel supply valve is not energized. The fuel can be pumped, and the fuel can be pumped to maintain the engine operation even when the power supply line of the piezo actuator is disconnected.

本発明の実施の形態に係るコモンレール噴射システムを示す構成図である。It is a block diagram which shows the common rail injection system which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る高圧ポンプが備える燃料供給機構を示す構成図である（第１状態）。It is a block diagram which shows the fuel supply mechanism provided in the high pressure pump which concerns on embodiment of this invention (first state). 本発明の実施の形態に係る高圧ポンプが備える燃料供給機構を示す構成図であり、ピエゾアクチュエーターが第２状態となっているときの図である。It is a block diagram which shows the fuel supply mechanism provided in the high pressure pump which concerns on embodiment of this invention, and is the figure when the piezo actuator is in a second state. 本発明の実施の形態に係る高圧ポンプが備える燃料供給機構を示す構成図であり、ピエゾアクチュエーターが第３状態となっているときの図である。It is a block diagram which shows the fuel supply mechanism provided in the high pressure pump which concerns on embodiment of this invention, and is the figure when the piezo actuator is in a third state. 本発明の実施の形態に係るカップリングを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the coupling which concerns on embodiment of this invention. ピエゾアクチュエーターに電圧が印加された際の、ピエゾアクチュエーターの両端にかかる電圧を示した特性図である。It is a characteristic diagram which showed the voltage applied to both ends of a piezo actuator when a voltage is applied to a piezo actuator. 従来のコモンレール噴射システムの一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of the conventional common rail injection system. 従来の高圧ポンプが備える燃料供給機構の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of the fuel supply mechanism provided in the conventional high pressure pump. 従来の高圧ポンプが備える燃料供給機構の別の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows another example of the fuel supply mechanism provided in the conventional high pressure pump. 従来のコモンレール噴射システムの別の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows another example of the conventional common rail injection system.

実施の形態．
以下、本発明に係る燃料供給機構及び高圧ポンプの一例について、図面を用いて説明する。なお、以下に示す燃料供給機構及び高圧ポンプの構成及び動作は、あくまでも一例であって本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができる。 Embodiment.
Hereinafter, an example of the fuel supply mechanism and the high-pressure pump according to the present invention will be described with reference to the drawings. The configuration and operation of the fuel supply mechanism and the high-pressure pump shown below are merely examples and do not limit the present invention, and can be variously modified within the scope of the present invention.

図１は、本発明の実施の形態に係るコモンレール噴射システムを示す構成図である。
本実施の形態に係るコモンレール噴射システム１は、高圧ポンプ１０、コモンレール４、及び複数のインジェクター５（燃料噴射弁）を備えている。高圧ポンプ１０は、燃料タンク２に貯留されている燃料を加圧して高圧燃料とし、コモンレール４に供給（圧送）するものである。詳しくは、高圧ポンプ１０の吸入口には、低圧配管６の一端が接続されている。低圧配管６の他端は、燃料タンク２内に配置されている。また、高圧ポンプ１０の吐出口は、高圧配管７を介してコモンレール４に接続されている。すなわち、高圧ポンプ１０は、燃料タンク２内の燃料を、低圧配管６を通して吸入する。そして、高圧ポンプ１０は、吸入した燃料を加圧機構で加圧して高圧燃料とし、高圧配管７を通して高圧燃料をコモンレール４に供給する。なお、図１に示す本実施の形態に係るコモンレール噴射システム１は、低圧配管６に、高圧ポンプ１０へ燃料を送る供給ポンプ３も備えている。供給ポンプ３を設けなくても高圧ポンプ１０が燃料タンク２内の燃料を吸入できる場合、供給ポンプ３を設けなくてもよい。 FIG. 1 is a configuration diagram showing a common rail injection system according to an embodiment of the present invention.
The common rail injection system 1 according to the present embodiment includes a high pressure pump 10, a common rail 4, and a plurality of injectors 5 (fuel injection valves). The high-pressure pump 10 pressurizes the fuel stored in the fuel tank 2 to obtain high-pressure fuel, and supplies (pumps) the fuel to the common rail 4. Specifically, one end of the low pressure pipe 6 is connected to the suction port of the high pressure pump 10. The other end of the low pressure pipe 6 is arranged in the fuel tank 2. Further, the discharge port of the high pressure pump 10 is connected to the common rail 4 via the high pressure pipe 7. That is, the high-pressure pump 10 sucks the fuel in the fuel tank 2 through the low-pressure pipe 6. Then, the high-pressure pump 10 pressurizes the sucked fuel with a pressurizing mechanism to obtain high-pressure fuel, and supplies the high-pressure fuel to the common rail 4 through the high-pressure pipe 7. The common rail injection system 1 according to the present embodiment shown in FIG. 1 also includes a supply pump 3 that sends fuel to the high pressure pump 10 in the low pressure pipe 6. If the high-pressure pump 10 can suck the fuel in the fuel tank 2 without providing the supply pump 3, the supply pump 3 may not be provided.

コモンレール４は、高圧ポンプ１０から供給された高圧燃料を蓄えるものである。複数のインジェクター５は、コモンレール４に蓄えられた高圧燃料を、エンジンの燃焼室に噴射するものである。
このように構成されたコモンレール噴射システム１の高圧ポンプ１０は、コモンレール４に高圧燃料を供給する燃料供給機構として、図２に示すような燃料供給機構９を備えている。 The common rail 4 stores high-pressure fuel supplied from the high-pressure pump 10. The plurality of injectors 5 inject the high-pressure fuel stored in the common rail 4 into the combustion chamber of the engine.
The high-pressure pump 10 of the common rail injection system 1 configured in this way includes a fuel supply mechanism 9 as shown in FIG. 2 as a fuel supply mechanism for supplying high-pressure fuel to the common rail 4.

図２は、本発明の実施の形態に係る高圧ポンプが備える燃料供給機構を示す構成図である。なお、図２は、駆動装置５０のピエゾアクチュエーター５１に電圧が印加されていない状態を示している。以下、電圧が印加されていないピエゾアクチュエーター５１の状態を、第１状態と称する。 FIG. 2 is a configuration diagram showing a fuel supply mechanism included in the high-pressure pump according to the embodiment of the present invention. Note that FIG. 2 shows a state in which no voltage is applied to the piezo actuator 51 of the drive device 50. Hereinafter, the state of the piezo actuator 51 to which no voltage is applied is referred to as a first state.

高圧ポンプ１０の燃料供給機構９は、加圧機構１１、低圧燃料供給流路１４、燃料供給弁２０、高圧燃料供給流路１５、及び吐出弁３０を備えている。加圧機構１１は、燃料を加圧する加圧室１２を備えている。この加圧室１２の一端は、往復動自在なプランジャー１３で構成されている。このため、プランジャー１３が往復動（図２において上下動）することにより、加圧室１２の容積つまり圧力が変動する。 The fuel supply mechanism 9 of the high-pressure pump 10 includes a pressurization mechanism 11, a low-pressure fuel supply flow path 14, a fuel supply valve 20, a high-pressure fuel supply flow path 15, and a discharge valve 30. The pressurizing mechanism 11 includes a pressurizing chamber 12 for pressurizing fuel. One end of the pressurizing chamber 12 is composed of a plunger 13 that can move back and forth. Therefore, when the plunger 13 reciprocates (moves up and down in FIG. 2), the volume of the pressurizing chamber 12, that is, the pressure fluctuates.

低圧燃料供給流路１４は、燃料タンク２に貯留されている燃料を加圧室１２に供給するものである。この低圧燃料供給流路１４の一端は、加圧室１２に接続されている。また、低圧燃料供給流路１４の他端は、低圧配管６を介して燃料タンク２に連通している。燃料供給弁２０は、低圧燃料供給流路１４に設けられている。燃料供給弁２０は、加圧室１２から流出する燃料の流れを規制する逆止弁である。詳しくは、燃料供給弁２０は、台座２１、弁体２２及びバネ２３を備えている。台座２１は、流路となる貫通孔が形成されている。弁体２２は、台座２１よりも加圧室１２側に設けられている。バネ２３は、弁体２２を台座２１へ押圧し、流路となる台座２１の貫通孔を弁体２２で閉塞させている。このため、加圧室１２の圧力が燃料供給弁２０よりも上流側（燃料タンク２側）となる低圧燃料供給流路１４部分の圧力よりも所定量以上低くない場合には、弁体２２にかかる両圧力の圧力差よりもバネ２３の押圧力が勝り、燃料供給弁２０は閉じている。そして、加圧室１２の圧力が燃料供給弁２０よりも上流側（燃料タンク２側）となる低圧燃料供給流路１４部分の圧力よりも所定量以上低くなった際、弁体２２にかかる両圧力の圧力差がバネ２３の押圧力よりも勝って燃料供給弁２０が開き、加圧室１２へ燃料が流れ込む。 The low-pressure fuel supply flow path 14 supplies the fuel stored in the fuel tank 2 to the pressurizing chamber 12. One end of the low pressure fuel supply flow path 14 is connected to the pressurizing chamber 12. Further, the other end of the low pressure fuel supply flow path 14 communicates with the fuel tank 2 via the low pressure pipe 6. The fuel supply valve 20 is provided in the low pressure fuel supply flow path 14. The fuel supply valve 20 is a check valve that regulates the flow of fuel flowing out of the pressurizing chamber 12. Specifically, the fuel supply valve 20 includes a pedestal 21, a valve body 22, and a spring 23. The pedestal 21 is formed with a through hole that serves as a flow path. The valve body 22 is provided on the pressurizing chamber 12 side of the pedestal 21. The spring 23 presses the valve body 22 against the pedestal 21, and the through hole of the pedestal 21 serving as a flow path is closed by the valve body 22. Therefore, if the pressure in the pressurizing chamber 12 is not lower than the pressure of the low-pressure fuel supply flow path 14 portion on the upstream side (fuel tank 2 side) of the fuel supply valve 20, the valve body 22 is subjected to a predetermined amount or more. The pressing force of the spring 23 is superior to the pressure difference between the two pressures, and the fuel supply valve 20 is closed. Then, when the pressure in the pressurizing chamber 12 becomes lower than the pressure of the low-pressure fuel supply flow path 14 portion on the upstream side (fuel tank 2 side) of the fuel supply valve 20 by a predetermined amount or more, both of them are applied to the valve body 22. The pressure difference of the pressure exceeds the pressing force of the spring 23, the fuel supply valve 20 opens, and the fuel flows into the pressurizing chamber 12.

高圧燃料供給流路１５は、加圧室１２で加圧された燃料（高圧燃料）をコモンレール４に供給するものである。この高圧燃料供給流路１５の一端は、加圧室１２に接続されている。また、高圧燃料供給流路１５の他端は、高圧配管７を介してコモンレール４に接続されている。吐出弁３０は、高圧燃料供給流路１５に設けられている。吐出弁３０は、加圧室１２へ流入する燃料の流れを規制する逆止弁である。詳しくは、吐出弁３０は、台座３１、弁体３２及びバネ３３を備えている。台座３１は、流路となる貫通孔が形成されている。弁体３２は、台座３１に対して加圧室１２とは反対側に設けられている。バネ３３は、弁体３２を台座３１へ押圧し、流路となる台座３１の貫通孔を弁体３２で閉塞させている。このため、加圧室１２の圧力が吐出弁３０よりも下流側（コモンレール４側）となる高圧燃料供給流路１５部分の圧力よりも所定量以上高くない場合には、弁体３２にかかる両圧力の圧力差よりもバネ３３の押圧力が勝り、吐出弁３０は閉じている。そして、加圧室１２の圧力が吐出弁３０よりも下流側（コモンレール４側）となる高圧燃料供給流路１５部分の圧力よりも所定量以上高くなった際、弁体３２にかかる両圧力の圧力差がバネ３３の押圧力よりも勝って吐出弁３０が開き、加圧室１２からコモンレール４側へ高圧燃料を吐出させる。 The high-pressure fuel supply flow path 15 supplies the fuel (high-pressure fuel) pressurized in the pressurizing chamber 12 to the common rail 4. One end of the high-pressure fuel supply flow path 15 is connected to the pressurizing chamber 12. The other end of the high-pressure fuel supply flow path 15 is connected to the common rail 4 via the high-pressure pipe 7. The discharge valve 30 is provided in the high-pressure fuel supply flow path 15. The discharge valve 30 is a check valve that regulates the flow of fuel flowing into the pressurizing chamber 12. Specifically, the discharge valve 30 includes a pedestal 31, a valve body 32, and a spring 33. The pedestal 31 is formed with a through hole that serves as a flow path. The valve body 32 is provided on the side opposite to the pressurizing chamber 12 with respect to the pedestal 31. The spring 33 presses the valve body 32 against the pedestal 31, and the through hole of the pedestal 31 that serves as a flow path is closed by the valve body 32. Therefore, if the pressure in the pressurizing chamber 12 is not higher than the pressure of the high-pressure fuel supply flow path 15 portion on the downstream side (common rail 4 side) of the discharge valve 30 by a predetermined amount or more, both of them are applied to the valve body 32. The pressing force of the spring 33 exceeds the pressure difference of the pressure, and the discharge valve 30 is closed. Then, when the pressure in the pressurizing chamber 12 becomes higher than the pressure of the high-pressure fuel supply flow path 15 portion on the downstream side (common rail 4 side) of the discharge valve 30 by a predetermined amount or more, both pressures applied to the valve body 32 are applied. The pressure difference exceeds the pressing force of the spring 33, and the discharge valve 30 opens to discharge high-pressure fuel from the pressurizing chamber 12 to the common rail 4 side.

本実施の形態に係る燃料供給機構９は、さらに、逃がし流路１６、圧力調整弁４０、及び駆動装置５０を備えている。
逃がし流路１６は、高圧燃料供給流路１５を流れる燃料を、コモンレール４に供給されないように逃がすものである。この逃がし流路１６の一端は、高圧燃料供給流路１５に接続されている。また、逃がし流路１６の他端は、低圧燃料供給流路１４に接続されている。なお、逃がし流路１６に流入した燃料を加圧室１２で再び吸入できる位置に戻すことができれば、逃がし流路１６の他端の位置は任意である。逃がし流路１６の他端は、例えば、燃料タンク２に連通していてもよい。 The fuel supply mechanism 9 according to the present embodiment further includes a relief flow path 16, a pressure regulating valve 40, and a drive device 50.
The relief flow path 16 allows the fuel flowing through the high-pressure fuel supply flow path 15 to escape so as not to be supplied to the common rail 4. One end of the relief flow path 16 is connected to the high pressure fuel supply flow path 15. Further, the other end of the relief flow path 16 is connected to the low pressure fuel supply flow path 14. The position of the other end of the relief flow path 16 is arbitrary as long as the fuel that has flowed into the relief flow path 16 can be returned to a position where it can be sucked again in the pressurizing chamber 12. The other end of the relief flow path 16 may communicate with, for example, the fuel tank 2.

圧力調整弁４０は、コモンレール４内の圧力を速やかに低下させたいときに後述の駆動装置５０で開かれるものであり、逃がし流路１６に設けられている。圧力調整弁４０は、高圧燃料供給流路１５から低圧燃料供給流路１４に流出する燃料の流れを規制する逆止弁である。詳しくは、圧力調整弁４０は、台座４１、弁体４２及びバネ４３を備えている。台座４１は、流路となる貫通孔が形成されている。弁体４２は、台座４１よりも高圧燃料供給流路１５側に設けられている。バネ４３は、弁体４２を台座４１へ押圧し、流路となる台座４１の貫通孔を弁体４２で閉塞させている。ここで、高圧燃料供給流路１５を流れる燃料の圧力は、低圧燃料供給流路１４を流れる燃料の圧力よりも大きい。この両者の圧力差により、弁体４２は台座４１へ押圧される。また、上述のように、弁体４２は、バネ４３によっても台座４１へ押圧される。このため、圧力調整弁４０は、駆動装置５０で圧力調整弁４０を開こうとしていない状態において、閉じた状態となっている。 The pressure regulating valve 40 is opened by a drive device 50, which will be described later, when it is desired to quickly reduce the pressure in the common rail 4, and is provided in the relief flow path 16. The pressure regulating valve 40 is a check valve that regulates the flow of fuel flowing out from the high-pressure fuel supply flow path 15 to the low-pressure fuel supply flow path 14. Specifically, the pressure regulating valve 40 includes a pedestal 41, a valve body 42, and a spring 43. The pedestal 41 is formed with a through hole that serves as a flow path. The valve body 42 is provided on the high-pressure fuel supply flow path 15 side of the pedestal 41. The spring 43 presses the valve body 42 against the pedestal 41, and the through hole of the pedestal 41 serving as a flow path is closed by the valve body 42. Here, the pressure of the fuel flowing through the high-pressure fuel supply flow path 15 is higher than the pressure of the fuel flowing through the low-pressure fuel supply flow path 14. The valve body 42 is pressed against the pedestal 41 by the pressure difference between the two. Further, as described above, the valve body 42 is also pressed against the pedestal 41 by the spring 43. Therefore, the pressure regulating valve 40 is in a closed state when the driving device 50 is not trying to open the pressure regulating valve 40.

また、本実施の形態に係る圧力調整弁４０の弁体４２は、高圧燃料供給流路１５側の受圧面積が、高圧燃料供給流路１５側とは反対側（つまり低圧燃料供給流路１４側）の受圧面積よりも大きい。このため、圧力調整弁４０は、駆動装置５０で圧力調整弁４０を開こうとしていない状態において、より開くことを防止できる。つまり、コモンレール４内の圧力を低下させたくない場合に、圧力調整弁４０が開いてコモンレール４内の圧力が低下することをより防止できる。なお、弁体４２の高圧燃料供給流路１５側の受圧面積とは、弁体４２が台座４１に当接（着座）している状態において、高圧燃料供給流路１５から逃がし流路１６に流入した燃料が弁体４２に接触する範囲の面積である。また、弁体４２の高圧燃料供給流路１５側とは反対側（つまり低圧燃料供給流路１４側）の受圧面積とは、弁体４２が台座４１に当接（着座）している状態において、弁体４２よりも低圧燃料供給流路１４側となる逃がし流路１６部分に存在する燃料が弁体４２に接触する範囲の面積である。つまり、弁体４２の高圧燃料供給流路１５側とは反対側（つまり低圧燃料供給流路１４側）の受圧面積は、台座４１に形成されている貫通孔の断面積となる。 Further, in the valve body 42 of the pressure regulating valve 40 according to the present embodiment, the pressure receiving area on the high pressure fuel supply flow path 15 side is opposite to the high pressure fuel supply flow path 15 side (that is, the low pressure fuel supply flow path 14 side). ) Is larger than the pressure receiving area. Therefore, the pressure adjusting valve 40 can be prevented from being opened more when the driving device 50 is not trying to open the pressure adjusting valve 40. That is, when it is not desired to reduce the pressure in the common rail 4, it is possible to prevent the pressure adjusting valve 40 from opening and reducing the pressure in the common rail 4. The pressure receiving area on the high-pressure fuel supply flow path 15 side of the valve body 42 means that the valve body 42 escapes from the high-pressure fuel supply flow path 15 and flows into the flow path 16 in a state where the valve body 42 is in contact (seat) with the pedestal 41. This is the area within which the fuel is in contact with the valve body 42. Further, the pressure receiving area of the valve body 42 on the side opposite to the high pressure fuel supply flow path 15 side (that is, the low pressure fuel supply flow path 14 side) is in a state where the valve body 42 is in contact (seat) with the pedestal 41. This is the area of the range in which the fuel existing in the relief flow path 16 portion on the low-pressure fuel supply flow path 14 side of the valve body 42 comes into contact with the valve body 42. That is, the pressure receiving area of the valve body 42 on the side opposite to the high pressure fuel supply flow path 15 side (that is, the low pressure fuel supply flow path 14 side) is the cross-sectional area of the through hole formed in the pedestal 41.

駆動装置５０は、燃料供給弁２０の弁体２２と圧力調整弁４０の弁体４２との間に設けられたピエゾアクチュエーター５１を有し、該ピエゾアクチュエーター５１によって弁体２２及び弁体４２を押圧して駆動するものである。つまり、駆動装置５０は、燃料供給弁２０及び圧力調整弁４０を強制的に開くことができる。本実施の形態においては、駆動装置５０は、ピエゾアクチュエーター５１、第１プッシュロッド５２、第２プッシュロッド５３、バネ５４、及びストッパー５５を備えている。 The drive device 50 has a piezo actuator 51 provided between the valve body 22 of the fuel supply valve 20 and the valve body 42 of the pressure regulating valve 40, and the valve body 22 and the valve body 42 are pressed by the piezo actuator 51. It is driven by That is, the drive device 50 can forcibly open the fuel supply valve 20 and the pressure regulating valve 40. In the present embodiment, the drive device 50 includes a piezo actuator 51, a first push rod 52, a second push rod 53, a spring 54, and a stopper 55.

ピエゾアクチュエーター５１は、伸縮方向に第１端部５１ａ及び第２端部５１ｂを有している。そして、ピエゾアクチュエーター５１の第１端部５１ａと燃料供給弁２０の弁体２２との間には、第１プッシュロッド５２が設けられている。第１プッシュロッド５２は、ピエゾアクチュエーター５１に電圧が印加され、該ピエゾアクチュエーター５１が伸びた際に、燃料供給弁２０の弁体２２を押圧し、燃料供給弁２０を強制的に開くものである。また、ピエゾアクチュエーター５１の第２端部５１ｂと圧力調整弁４０の弁体４２との間には、第２プッシュロッド５３が設けられている。第２プッシュロッド５３は、ピエゾアクチュエーター５１に電圧が印加され、該ピエゾアクチュエーター５１が伸びた際に、圧力調整弁４０の弁体４２を押圧し、圧力調整弁４０を強制的に開くものである。 The piezo actuator 51 has a first end portion 51a and a second end portion 51b in the expansion / contraction direction. A first push rod 52 is provided between the first end portion 51a of the piezo actuator 51 and the valve body 22 of the fuel supply valve 20. The first push rod 52 presses the valve body 22 of the fuel supply valve 20 when a voltage is applied to the piezo actuator 51 and the piezo actuator 51 extends, forcibly opening the fuel supply valve 20. .. Further, a second push rod 53 is provided between the second end portion 51b of the piezo actuator 51 and the valve body 42 of the pressure regulating valve 40. The second push rod 53 presses the valve body 42 of the pressure regulating valve 40 when a voltage is applied to the piezo actuator 51 and the piezo actuator 51 extends, forcibly opening the pressure regulating valve 40. ..

バネ５４は、ピエゾアクチュエーター５１の第２端部５１ｂに対向して設けられ、ピエゾアクチュエーター５１を第２端部５１ｂ側から第１端部５１ａへ押圧するものである。ストッパー５５は、ピエゾアクチュエーター５１に電圧が印加されていない第１状態においてピエゾアクチュエーター５１の第１端部５１ａから規定距離離れた位置となる箇所に設けられている。 The spring 54 is provided so as to face the second end portion 51b of the piezo actuator 51, and presses the piezo actuator 51 from the second end portion 51b side to the first end portion 51a. The stopper 55 is provided at a position separated from the first end portion 51a of the piezo actuator 51 by a predetermined distance in the first state in which no voltage is applied to the piezo actuator 51.

すなわち、ピエゾアクチュエーター５１に電圧が印加された際、ピエゾアクチュエーター５１は、第２端部５１ｂ側（圧力調整弁４０の弁体４２側）への伸びがバネ５４に規制されるので、主に第１端部５１ａ側（燃料供給弁２０の弁体２２側）に伸びることとなる。また、ピエゾアクチュエーター５１がさらに伸びて第１端部５１ａがストッパー５５に当接すると、ピエゾアクチュエーター５１は、ストッパー５５によって第１端部５１ａ側への伸びが規制されるため、バネ５４を押し縮めながら第２端部５１ｂ側に伸びることとなる。なお、本実施の形態では、ピエゾアクチュエーター５１及びバネ５４を筐体内に収納し、該筐体から第１プッシュロッド５２及び第２プッシュロッド５３が突出している構成となっている。そして、この筐体における第１端部５１ａと対向する側壁が、ストッパー５５として機能している。 That is, when a voltage is applied to the piezo actuator 51, the extension of the piezo actuator 51 toward the second end portion 51b (the valve body 42 side of the pressure adjusting valve 40) is restricted by the spring 54, so that the piezo actuator 51 is mainly the first. It extends to one end 51a side (valve body 22 side of the fuel supply valve 20). Further, when the piezo actuator 51 further extends and the first end portion 51a comes into contact with the stopper 55, the piezo actuator 51 is restricted from extending toward the first end portion 51a by the stopper 55, so that the spring 54 is compressed. However, it extends to the second end portion 51b side. In the present embodiment, the piezo actuator 51 and the spring 54 are housed in a housing, and the first push rod 52 and the second push rod 53 project from the housing. The side wall of the housing facing the first end 51a functions as a stopper 55.

ここで、ピエゾアクチュエーター５１に電圧が印加されていない第１状態において、ピエゾアクチュエーター５１の第１端部５１ａと第１プッシュロッド５２との間、及び、第１プッシュロッド５２と燃料供給弁２０の弁体２２との間の少なくとも一方には、隙間が形成されている。仮にこれらの間に隙間が無い場合、ピエゾアクチュエーター５１、第１プッシュロッド５２及び燃料供給弁２０の部品加工誤差及び取り付け誤差等によっては、ピエゾアクチュエーター５１に電圧が印加されていない第１状態でも第１プッシュロッド５２が燃料供給弁２０の弁体２２を押圧し、燃料供給弁２０を強制的に開いてしまう場合がある。すなわち、燃料供給弁２０が閉じられなくなってしまう。ピエゾアクチュエーター５１の第１端部５１ａと第１プッシュロッド５２との間、及び、第１プッシュロッド５２と燃料供給弁２０の弁体２２との間の少なくとも一方に隙間を形成することにより、燃料供給弁２０が閉じられなくなってしまうことを防止できる。 Here, in the first state in which no voltage is applied to the piezo actuator 51, between the first end portion 51a of the piezo actuator 51 and the first push rod 52, and between the first push rod 52 and the fuel supply valve 20. A gap is formed at least one of the valve body 22 and the valve body 22. If there is no gap between them, depending on the parts processing error and mounting error of the piezo actuator 51, the first push rod 52 and the fuel supply valve 20, even in the first state where no voltage is applied to the piezo actuator 51, the first state 1 The push rod 52 may press the valve body 22 of the fuel supply valve 20 to forcibly open the fuel supply valve 20. That is, the fuel supply valve 20 cannot be closed. Fuel is produced by forming a gap between the first end 51a of the piezo actuator 51 and the first push rod 52, and between the first push rod 52 and the valve body 22 of the fuel supply valve 20. It is possible to prevent the supply valve 20 from being closed.

同様に、ピエゾアクチュエーター５１に電圧が印加されていない第１状態において、ピエゾアクチュエーター５１の第２端部５１ｂと第２プッシュロッド５３との間、及び、第２プッシュロッド５３と圧力調整弁４０の弁体４２との間の少なくとも一方には、隙間が形成されている。仮にこれらの間に隙間が無い場合、ピエゾアクチュエーター５１、第２プッシュロッド５３及び圧力調整弁４０の部品加工誤差及び取り付け誤差等によっては、ピエゾアクチュエーター５１に電圧が印加されていない第１状態でも第２プッシュロッド５３が圧力調整弁４０の弁体４２を押圧し、圧力調整弁４０を強制的に開いてしまう場合がある。すなわち、圧力調整弁４０が閉じられなくなってしまう。ピエゾアクチュエーター５１の第２端部５１ｂと第２プッシュロッド５３との間、及び、第２プッシュロッド５３と圧力調整弁４０の弁体４２との間の少なくとも一方に隙間を形成することにより、圧力調整弁４０が閉じられなくなってしまうことを防止できる。なお、後述する第２状態においても、ピエゾアクチュエーター５１の第２端部５１ｂと第２プッシュロッド５３との間、及び、第２プッシュロッド５３と圧力調整弁４０の弁体４２との間の少なくとも一方には、隙間が形成されている。 Similarly, in the first state in which no voltage is applied to the piezo actuator 51, between the second end 51b of the piezo actuator 51 and the second push rod 53, and between the second push rod 53 and the pressure regulating valve 40. A gap is formed on at least one of the valve body 42. If there is no gap between them, depending on the parts processing error and mounting error of the piezo actuator 51, the second push rod 53 and the pressure regulating valve 40, even in the first state where no voltage is applied to the piezo actuator 51, the first state 2 The push rod 53 may press the valve body 42 of the pressure regulating valve 40 to forcibly open the pressure regulating valve 40. That is, the pressure regulating valve 40 cannot be closed. Pressure is formed by forming a gap between the second end portion 51b of the piezo actuator 51 and the second push rod 53, and between the second push rod 53 and the valve body 42 of the pressure regulating valve 40. It is possible to prevent the regulating valve 40 from being closed. Also in the second state described later, at least between the second end portion 51b of the piezo actuator 51 and the second push rod 53, and between the second push rod 53 and the valve body 42 of the pressure regulating valve 40. A gap is formed on one side.

また、本実施の形態に係る燃料供給機構９は、ピエゾアクチュエーター５１への電圧を印加するか否か、及び印加時の電圧値を制御する制御装置６０を備えている。この制御装置６０は、高圧ポンプ１０には設けられておらず、例えば、インジェクター５の開閉を制御する図示せぬ制御装置と共に設けられている。なお、制御装置６０を高圧ポンプ１０に設けても勿論よい。ここで、制御装置６０の一部又は全ては、例えば、マイコン、マイクロプロセッサユニット等で構成されてもよく、また、ファームウェア等の更新可能なもので構成されてもよく、また、ＣＰＵ等からの指令によって実行されるプログラムモジュール等であってもよい。 Further, the fuel supply mechanism 9 according to the present embodiment includes a control device 60 that controls whether or not a voltage is applied to the piezo actuator 51 and a voltage value at the time of application. The control device 60 is not provided in the high-pressure pump 10, and is provided, for example, together with a control device (not shown) that controls the opening and closing of the injector 5. Of course, the control device 60 may be provided in the high pressure pump 10. Here, a part or all of the control device 60 may be composed of, for example, a microcomputer, a microprocessor unit, or the like, or may be composed of an updatable one such as firmware, or from a CPU or the like. It may be a program module or the like executed by a command.

続いて、本実施の形態に係る燃料供給機構９の動作について説明する。 Subsequently, the operation of the fuel supply mechanism 9 according to the present embodiment will be described.

図３は、本発明の実施の形態に係る高圧ポンプが備える燃料供給機構を示す構成図であり、ピエゾアクチュエーターが第２状態となっているときの図である。また、図４は、本発明の実施の形態に係る高圧ポンプが備える燃料供給機構を示す構成図であり、ピエゾアクチュエーターが第３状態となっているときの図である。なお、ピエゾアクチュエーター５１の第２状態とは、ピエゾアクチュエーター５１に第１電圧値の電圧が印加されている状態のことである。また、ピエゾアクチュエーター５１の第３状態とは、ピエゾアクチュエーター５１に第１電圧値よりも大きな第２電圧値の電圧が印加されている状態のことである。
以下、これら図３及び図４と上述の図２を用いて、本実施の形態に係る燃料供給機構９の動作について説明する。 FIG. 3 is a configuration diagram showing a fuel supply mechanism included in the high-pressure pump according to the embodiment of the present invention, and is a diagram when the piezo actuator is in the second state. Further, FIG. 4 is a configuration diagram showing a fuel supply mechanism included in the high-pressure pump according to the embodiment of the present invention, and is a diagram when the piezo actuator is in the third state. The second state of the piezo actuator 51 is a state in which the voltage of the first voltage value is applied to the piezo actuator 51. The third state of the piezo actuator 51 is a state in which a voltage having a second voltage value larger than the first voltage value is applied to the piezo actuator 51.
Hereinafter, the operation of the fuel supply mechanism 9 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4 and FIG. 2 described above.

加圧室１２に吸入した燃料の全てを加圧しても、過剰に燃料を加圧することとならない場合、燃料供給機構９は、ピエゾアクチュエーター５１が図２に示す第１状態となって動作する。すなわち、加圧室１２に吸入した燃料の全てを加圧しても、過剰に燃料を加圧することとならない場合、燃料供給機構９は、ピエゾアクチュエーター５１に電圧が印加されていない状態となる。ピエゾアクチュエーター５１が第１状態となっている場合、駆動装置５０は、燃料供給弁２０の弁体２２及び圧力調整弁４０の弁体４２を押圧しない状態となる。この場合、燃料供給機構９は、次のように動作する。 If the fuel is not excessively pressurized even if all the fuel sucked into the pressurizing chamber 12 is pressurized, the fuel supply mechanism 9 operates in the first state shown in FIG. 2 by the piezo actuator 51. That is, if the fuel is not excessively pressurized even if all the fuel sucked into the pressurizing chamber 12 is pressurized, the fuel supply mechanism 9 is in a state where no voltage is applied to the piezo actuator 51. When the piezo actuator 51 is in the first state, the drive device 50 is in a state of not pressing the valve body 22 of the fuel supply valve 20 and the valve body 42 of the pressure adjusting valve 40. In this case, the fuel supply mechanism 9 operates as follows.

プランジャー１３が下降して加圧室１２の圧力が低下すると、燃料供給弁２０が開く。これにより、燃料タンク２に貯留されている燃料は、低圧燃料供給流路１４を通って加圧室１２に吸入される。そして、プランジャー１３が上昇し始め、加圧室１２の圧力がある圧力以上になると、燃料供給弁２０が閉じて、加圧室１２の燃料の吸入が終了する。燃料供給弁２０が閉じた後もプランジャー１３が上昇し続けることにより、加圧室１２内の燃料は、加圧されて高圧燃料となる。そして、プランジャー１３が上昇し続け、加圧室１２内の圧力がさらに上昇すると、吐出弁３０が開き、加圧室１２内の高圧燃料が高圧燃料供給流路１５へ吐出される。この吐出された高圧燃料は、高圧燃料供給流路１５を通ってコモンレール４に流入し、該コモンレール４に蓄えられる。 When the plunger 13 is lowered and the pressure in the pressurizing chamber 12 is lowered, the fuel supply valve 20 is opened. As a result, the fuel stored in the fuel tank 2 is sucked into the pressurizing chamber 12 through the low-pressure fuel supply flow path 14. Then, when the plunger 13 begins to rise and the pressure in the pressurizing chamber 12 exceeds a certain pressure, the fuel supply valve 20 closes and the suction of fuel in the pressurizing chamber 12 ends. As the plunger 13 continues to rise even after the fuel supply valve 20 is closed, the fuel in the pressurizing chamber 12 is pressurized to become high-pressure fuel. Then, when the plunger 13 continues to rise and the pressure in the pressurizing chamber 12 further rises, the discharge valve 30 opens and the high-pressure fuel in the pressurizing chamber 12 is discharged to the high-pressure fuel supply flow path 15. The discharged high-pressure fuel flows into the common rail 4 through the high-pressure fuel supply flow path 15 and is stored in the common rail 4.

加圧室１２に吸入した燃料の全てを加圧すると、過剰に燃料を加圧することになる場合、燃料供給機構９は、プランジャー１３が上昇する燃料の加圧工程の少なくとも一部の時間、ピエゾアクチュエーター５１が図３に示す第２状態となって動作する。すなわち、ピエゾアクチュエーター５１は、プランジャー１３が上昇する燃料の加圧工程の少なくとも一部の時間、第１電圧値の電圧が印加されている状態となる。この第２状態では、ピエゾアクチュエーター５１は、第１状態よりも伸びた状態となる。そして、ピエゾアクチュエーター５１は、燃料供給弁２０の弁体２２を押圧して燃料供給弁２０を開き、且つ、圧力調整弁４０の弁体４２を押圧しない状態となる。より詳しくは、ピエゾアクチュエーター５１は、バネ５４によって第２端部５１ｂ側への伸びが規制されて第１端部５１ａ側に伸びる。これにより、ピエゾアクチュエーター５１は、第１端部５１ａが第１プッシュロッド５２を介して燃料供給弁２０の弁体２２を押圧して燃料供給弁２０を開き、且つ、圧力調整弁４０の弁体４２を第２プッシュロッド５３で押圧しない状態となる。この場合、燃料供給機構９は、次のように動作する。 If pressurizing all of the fuel sucked into the pressurizing chamber 12 would result in excessive fuel pressurization, the fuel supply mechanism 9 will take at least a portion of the fuel pressurization step in which the plunger 13 rises. The piezo actuator 51 operates in the second state shown in FIG. That is, the piezo actuator 51 is in a state in which the voltage of the first voltage value is applied for at least a part of the fuel pressurizing step in which the plunger 13 rises. In this second state, the piezo actuator 51 is in a state of being extended as compared with the first state. Then, the piezo actuator 51 presses the valve body 22 of the fuel supply valve 20 to open the fuel supply valve 20 and does not press the valve body 42 of the pressure adjusting valve 40. More specifically, the piezo actuator 51 is restricted from extending toward the second end portion 51b by the spring 54 and extends toward the first end portion 51a. As a result, in the piezo actuator 51, the first end portion 51a presses the valve body 22 of the fuel supply valve 20 via the first push rod 52 to open the fuel supply valve 20, and the valve body of the pressure adjusting valve 40. The 42 is not pressed by the second push rod 53. In this case, the fuel supply mechanism 9 operates as follows.

プランジャー１３が下降する燃料の吸入工程で加圧室１２に吸入された燃料の少なくとも一部は、プランジャー１３が上昇する燃料の加圧工程でピエゾアクチュエーター５１に第１電圧値の電圧が印加されている間、強制的に開かれた燃料供給弁２０を通って低圧燃料供給流路１４に戻る。そして、加圧工程でピエゾアクチュエーター５１への電圧印加を終了し、燃料供給弁２０が閉じると、加圧室１２内に残っている燃料を加圧する。このため、加圧する燃料の量を調整できるため、過剰に燃料を加圧（圧縮）する仕事を行うことを防止でき、エンジンの燃費を向上させることができる。 At least a part of the fuel sucked into the pressurizing chamber 12 in the fuel suction process in which the plunger 13 descends applies the voltage of the first voltage value to the piezo actuator 51 in the fuel pressurizing process in which the plunger 13 rises. During this period, the fuel supply valve 20 is forcibly opened to return to the low pressure fuel supply flow path 14. Then, when the voltage application to the piezo actuator 51 is completed in the pressurizing step and the fuel supply valve 20 is closed, the fuel remaining in the pressurizing chamber 12 is pressurized. Therefore, since the amount of fuel to be pressurized can be adjusted, it is possible to prevent the work of excessively pressurizing (compressing) the fuel, and it is possible to improve the fuel efficiency of the engine.

また、コモンレール４内の圧力を速やかに低下させたい場合、燃料供給機構９は、ピエゾアクチュエーター５１が図４に示す第３状態となって動作する。すなわち、ピエゾアクチュエーター５１は、第１電圧値よりも大きな第２電圧値の電圧が印加されている状態となる。この第３状態では、ピエゾアクチュエーター５１は、第２状態よりも伸びた状態となる。そして、ピエゾアクチュエーター５１は、燃料供給弁２０の弁体２２を押圧して燃料供給弁２０を開き、且つ、圧力調整弁４０の弁体４２を押圧して圧力調整弁４０を開く状態となる。より詳しくは、ピエゾアクチュエーター５１は、ストッパー５５によって第１端部５１ａ側への伸びが規制されることにより、バネ５４を押し縮めながら第２端部５１ｂ側に伸びる。これにより、ピエゾアクチュエーター５１は、第１端部５１ａが第１プッシュロッド５２を介して燃料供給弁２０の弁体２２を押圧して燃料供給弁２０を開き、且つ、第２端部５１ｂが第２プッシュロッド５３を介して圧力調整弁４０の弁体４２を押圧して圧力調整弁４０を開く状態となる。これにより加圧室１２は加圧を停止すると同時に、圧力調整弁４０を開くことにより、コモンレール４内に蓄えられた高圧燃料は、圧力調整弁４０及び逃がし流路１６を通って、低圧燃料供給流路１４へ戻る。これにより、コモンレール４内の圧力を速やかに低下させることができる。 Further, when it is desired to quickly reduce the pressure in the common rail 4, the fuel supply mechanism 9 operates with the piezo actuator 51 in the third state shown in FIG. That is, the piezo actuator 51 is in a state in which a voltage having a second voltage value larger than the first voltage value is applied. In this third state, the piezo actuator 51 is in a state of being extended as compared with the second state. Then, the piezo actuator 51 presses the valve body 22 of the fuel supply valve 20 to open the fuel supply valve 20, and presses the valve body 42 of the pressure adjusting valve 40 to open the pressure adjusting valve 40. More specifically, the piezo actuator 51 extends toward the second end portion 51b while compressing the spring 54 by restricting the extension toward the first end portion 51a side by the stopper 55. As a result, in the piezo actuator 51, the first end portion 51a presses the valve body 22 of the fuel supply valve 20 via the first push rod 52 to open the fuel supply valve 20, and the second end portion 51b is the second. 2 The valve body 42 of the pressure regulating valve 40 is pressed via the push rod 53 to open the pressure regulating valve 40. As a result, the pressurizing chamber 12 stops pressurizing and at the same time opens the pressure adjusting valve 40, so that the high pressure fuel stored in the common rail 4 is supplied to the low pressure fuel through the pressure adjusting valve 40 and the relief flow path 16. Return to the flow path 14. As a result, the pressure in the common rail 4 can be quickly reduced.

以上、本実施の形態に係る燃料供給機構９は、加圧室１２で燃料を加圧する加圧機構１１と、一端が加圧室１２に接続され、燃料タンク２に貯留されている燃料を加圧室１２に供給する低圧燃料供給流路１４と、低圧燃料供給流路１４に設けられ、加圧室１２から流出する燃料の流れを規制する逆止弁である燃料供給弁２０と、一端が加圧室１２に接続され、加圧室１２で加圧された燃料をコモンレール４に供給する高圧燃料供給流路１５と、高圧燃料供給流路１５に設けられ、加圧室１２へ流入する燃料の流れを規制する逆止弁である吐出弁３０と、を備えた燃料供給機構である。本実施の形態に係る燃料供給機構９は、一端が高圧燃料供給流路１５に接続され、高圧燃料供給流路１５を流れる燃料をコモンレール４に供給されないように逃がす逃がし流路１６と、逃がし流路１６に設けられ、高圧燃料供給流路１５から流出する燃料の流れを規制する逆止弁である圧力調整弁４０と、燃料供給弁２０の弁体２２と圧力調整弁４０の弁体４２との間に設けられたピエゾアクチュエーター５１を有する駆動装置５０と、を備えている。そして、本実施の形態に係る燃料供給機構９のピエゾアクチュエーター５１は、ピエゾアクチュエーター５１に電圧が印加されていない状態においては、燃料供給弁２０の弁体２２及び圧力調整弁４０の弁体４２を押圧しない第１状態となり、ピエゾアクチュエーター５１に第１電圧値の電圧が印加されている状態においては、第１状態よりも伸びて、燃料供給弁２０の弁体２２を押圧して燃料供給弁２０開き、且つ、圧力調整弁４０の弁体４２を押圧しない第２状態となり、ピエゾアクチュエーター５１に第１電圧値よりも大きな第２電圧値の電圧が印加されている状態においては、第２状態よりも伸びて、燃料供給弁２０の弁体２２を押圧して燃料供給弁２０を開き、且つ、圧力調整弁４０の弁体４２を押圧して圧力調整弁４０を開く第３状態となる。 As described above, in the fuel supply mechanism 9 according to the present embodiment, the pressurizing mechanism 11 that pressurizes the fuel in the pressurizing chamber 12 and the fuel stored in the fuel tank 2 with one end connected to the pressurizing chamber 12 are added. One end is a low-pressure fuel supply flow path 14 that supplies the pressure chamber 12, and a fuel supply valve 20 that is provided in the low-pressure fuel supply flow path 14 and is a check valve that regulates the flow of fuel flowing out of the pressure chamber 12. A high-pressure fuel supply flow path 15 connected to the pressurizing chamber 12 and supplying the fuel pressurized in the pressurizing chamber 12 to the common rail 4, and a fuel provided in the high-pressure fuel supply flow path 15 and flowing into the pressurizing chamber 12. It is a fuel supply mechanism provided with a discharge valve 30 which is a check valve for regulating the flow of the fuel. The fuel supply mechanism 9 according to the present embodiment has a relief flow path 16 having one end connected to the high pressure fuel supply flow path 15 and allowing fuel flowing through the high pressure fuel supply flow path 15 to escape so as not to be supplied to the common rail 4. A pressure regulating valve 40, which is a check valve provided in the road 16 and regulates the flow of fuel flowing out from the high-pressure fuel supply flow path 15, and a valve body 22 of the fuel supply valve 20 and a valve body 42 of the pressure regulating valve 40. A drive device 50 having a piezo actuator 51 provided between the two. Then, the piezo actuator 51 of the fuel supply mechanism 9 according to the present embodiment has the valve body 22 of the fuel supply valve 20 and the valve body 42 of the pressure regulating valve 40 in a state where no voltage is applied to the piezo actuator 51. In the first state without pressing, in the state where the voltage of the first voltage value is applied to the piezo actuator 51, it extends from the first state and presses the valve body 22 of the fuel supply valve 20 to press the fuel supply valve 20. In the second state where the pressure regulating valve 40 is opened and the valve body 42 of the pressure regulating valve 40 is not pressed, and a voltage having a second voltage value larger than the first voltage value is applied to the piezo actuator 51, the voltage is different from the second state. Is also extended, and the valve body 22 of the fuel supply valve 20 is pressed to open the fuel supply valve 20, and the valve body 42 of the pressure regulating valve 40 is pressed to open the pressure regulating valve 40.

例えば、ピエゾアクチュエーター５１は伸縮方向に第１端部５１ａ及び第２端部５１ｂを有し、駆動装置５０は、ピエゾアクチュエーター５１の第１端部５１ａと燃料供給弁２０の弁体２２との間に設けられた第１プッシュロッド５２と、ピエゾアクチュエーター５１の第２端部５１ｂと圧力調整弁４０の弁体４２との間に設けられた第２プッシュロッド５３と、ピエゾアクチュエーター５１を第１端部５１ａ側から第２端部５１ｂ側へ押圧するバネ５４と、ピエゾアクチュエーター５１に電圧が印加されていない第１状態においてピエゾアクチュエーター５１の第１端部５１ａから規定距離離れた位置となる箇所に設けられたストッパー５５と、を備えている。そして、ピエゾアクチュエーター５１は、第２状態においては、バネ５４によって第２端部５１ｂ側への伸びが規制されて第１端部５１ａ側に伸び、第１端部５１ａが第１プッシュロッド５２を介して燃料供給弁２０の弁体２２を押圧して燃料供給弁２０を開き、且つ、圧力調整弁４０の弁体４２を第２プッシュロッド５３で押圧しない状態となり、第３状態においては、ストッパー５５によって第１端部５１ａ側への伸びが規制されることにより、バネ５４を押し縮めながら第２端部５１ｂ側に伸びて、第１端部５１ａが第１プッシュロッド５２を介して燃料供給弁２０の弁体２２を押圧して燃料供給弁２０を開き、且つ、第２端部５１ｂが第２プッシュロッド５３を介して圧力調整弁４０の弁体４２を押圧して圧力調整弁４０を開く状態となる。 For example, the piezo actuator 51 has a first end portion 51a and a second end portion 51b in the expansion / contraction direction, and the drive device 50 is between the first end portion 51a of the piezo actuator 51 and the valve body 22 of the fuel supply valve 20. The first push rod 52 provided in the piezo actuator 51, the second push rod 53 provided between the second end portion 51b of the piezo actuator 51 and the valve body 42 of the pressure regulating valve 40, and the piezo actuator 51 as the first end. A spring 54 that presses from the portion 51a side to the second end portion 51b side and a position that is a predetermined distance away from the first end portion 51a of the piezo actuator 51 in the first state in which no voltage is applied to the piezo actuator 51. It is provided with a stopper 55 provided. Then, in the second state, the piezo actuator 51 is restricted from extending toward the second end portion 51b by the spring 54 and extends toward the first end portion 51a, and the first end portion 51a presses the first push rod 52. The valve body 22 of the fuel supply valve 20 is pressed through the valve body 22 to open the fuel supply valve 20, and the valve body 42 of the pressure adjusting valve 40 is not pressed by the second push rod 53. In the third state, the stopper By restricting the extension toward the first end portion 51a by 55, the spring 54 is compressed and extended toward the second end portion 51b, and the first end portion 51a supplies fuel via the first push rod 52. The valve body 22 of the valve 20 is pressed to open the fuel supply valve 20, and the second end portion 51b presses the valve body 42 of the pressure adjusting valve 40 via the second push rod 53 to press the pressure adjusting valve 40. It will be open.

このため、本実施の形態に係る燃料供給機構９をコモンレール噴射システムに採用することにより、燃料供給弁２０の弁体２２を駆動することによって加圧室１２にて加圧する燃料の量を調整でき、圧力調整弁４０の弁体４２を駆動することによってコモンレール４内の圧力を速やかに低下させることができる。この際、本実施の形態に係る燃料供給機構９は、１つの駆動源（ピエゾアクチュエーター５１）によって、燃料供給弁２０の弁体２２及び圧力調整弁４０の弁体４２を駆動することができる。このため、本実施の形態に係る燃料供給機構９は、従来の燃料供給機構よりもスペースを必要としない。したがって、本実施の形態に係る燃料供給機構９は、エンジンの性能を向上させることができると共に、エンジンルームの大型化及びエンジンレイアウトの自由度の減少等も抑制することもできる。 Therefore, by adopting the fuel supply mechanism 9 according to the present embodiment in the common rail injection system, the amount of fuel to be pressurized in the pressurizing chamber 12 can be adjusted by driving the valve body 22 of the fuel supply valve 20. By driving the valve body 42 of the pressure adjusting valve 40, the pressure in the common rail 4 can be quickly reduced. At this time, the fuel supply mechanism 9 according to the present embodiment can drive the valve body 22 of the fuel supply valve 20 and the valve body 42 of the pressure regulating valve 40 by one drive source (piezo actuator 51). Therefore, the fuel supply mechanism 9 according to the present embodiment requires less space than the conventional fuel supply mechanism. Therefore, the fuel supply mechanism 9 according to the present embodiment can improve the performance of the engine, and can also suppress an increase in the size of the engine room and a decrease in the degree of freedom in the engine layout.

例えば、本実施の形態に係る燃料供給機構９は、１つの駆動源（ピエゾアクチュエーター５１）によって燃料供給弁２０の弁体２２及び圧力調整弁４０の弁体４２を駆動することができるので、図２〜図４で示したように、高圧ポンプ１０に設けられることも可能である。図１０で示したように、従来の燃料供給機構においては、圧力調整弁１４０から流出した燃料が通る逃がし流路１１６は、高圧ポンプ１１０の外部に設けられていた。一方、本実施の形態に係る燃料供給機構９は高圧ポンプ１０に設けることもできるので、従来の逃がし流路１１６に相当する逃がし流路１６を高圧ポンプ１０内に形成することができる。このため、本実施の形態に係る燃料供給機構９を高圧ポンプ１０が備えることにより、従来の逃がし流路１１６をエンジンルームに配置する必要がなくなるので、エンジンルームの大型化及びエンジンレイアウトの自由度の減少等をさらに抑制することができる。 For example, the fuel supply mechanism 9 according to the present embodiment can drive the valve body 22 of the fuel supply valve 20 and the valve body 42 of the pressure regulating valve 40 by one drive source (piezo actuator 51). 2 As shown in FIG. 4, it is also possible to provide the high pressure pump 10. As shown in FIG. 10, in the conventional fuel supply mechanism, the escape flow path 116 through which the fuel flowing out from the pressure regulating valve 140 passes is provided outside the high pressure pump 110. On the other hand, since the fuel supply mechanism 9 according to the present embodiment can be provided in the high pressure pump 10, the relief flow path 16 corresponding to the conventional relief flow path 116 can be formed in the high pressure pump 10. Therefore, by providing the fuel supply mechanism 9 according to the present embodiment in the high-pressure pump 10, it is not necessary to arrange the conventional relief flow path 116 in the engine room, so that the engine room can be enlarged and the engine layout can be freely arranged. Can be further suppressed.

また、本実施の形態に係る燃料供給機構９は、駆動源であるピエゾアクチュエーター５１の電力供給線が断線した場合でも、高圧燃料を圧送でき、エンジンの駆動を継続することができるという効果も有する。図２〜図４からわかるように、本実施の形態に係る燃料供給機構９は、駆動源であるピエゾアクチュエーター５１の電力供給線が断線した場合、燃料供給弁２０及び圧力調整弁４０を強制的に開けなくなるだけであり、図８で示した燃料供給機構１０９と同様に動作することができるからである。一方、図９で示した従来の燃料供給機構１０９は、電磁弁１５１の電力供給線が断線した場合、燃料供給弁１２０が常時開いた状態となるため、加圧室１１２で燃料を加圧することができなくなり、エンジンの駆動を継続することができなくなってしまう。 Further, the fuel supply mechanism 9 according to the present embodiment also has an effect that high-pressure fuel can be pumped and the engine can be continuously driven even when the power supply line of the piezo actuator 51, which is a drive source, is disconnected. .. As can be seen from FIGS. 2 to 4, the fuel supply mechanism 9 according to the present embodiment forces the fuel supply valve 20 and the pressure regulating valve 40 when the power supply line of the piezo actuator 51, which is a drive source, is disconnected. This is because the fuel supply mechanism 109 can be operated in the same manner as the fuel supply mechanism 109 shown in FIG. On the other hand, in the conventional fuel supply mechanism 109 shown in FIG. 9, when the power supply line of the solenoid valve 151 is disconnected, the fuel supply valve 120 is always open, so that the fuel is pressurized in the pressurizing chamber 112. It becomes impossible to continue driving the engine.

また、本実施の形態に係る燃料供給機構９は、第１状態において、ピエゾアクチュエーター５１の第１端部５１ａと第１プッシュロッド５２との間、及び、第１プッシュロッド５２と燃料供給弁２０の弁体２２との間の少なくとも一方には、隙間が形成されている。このため、本実施の形態に係る燃料供給機構９は、ピエゾアクチュエーター５１、第１プッシュロッド５２及び燃料供給弁２０の部品加工誤差及び取り付け誤差等によって燃料供給弁２０が閉じられなくなってしまうことを防止できる。 Further, in the first state, the fuel supply mechanism 9 according to the present embodiment is located between the first end portion 51a of the piezo actuator 51 and the first push rod 52, and between the first push rod 52 and the fuel supply valve 20. A gap is formed in at least one of the valve body 22 and the valve body 22 of the above. Therefore, in the fuel supply mechanism 9 according to the present embodiment, the fuel supply valve 20 cannot be closed due to a component processing error, a mounting error, or the like of the piezo actuator 51, the first push rod 52, and the fuel supply valve 20. Can be prevented.

また、本実施の形態に係る燃料供給機構９は、ピエゾアクチュエーター５１の第２端部５１ｂと第２プッシュロッド５３との間、及び、第２プッシュロッド５３と圧力調整弁４０の弁体４２との間の少なくとも一方には、隙間が形成されている。このため、本実施の形態に係る燃料供給機構９は、ピエゾアクチュエーター５１、第２プッシュロッド５３及び圧力調整弁４０の部品加工誤差及び取り付け誤差等によって圧力調整弁４０が閉じられなくなってしまうことを防止できる。 Further, the fuel supply mechanism 9 according to the present embodiment is provided between the second end portion 51b of the piezo actuator 51 and the second push rod 53, and between the second push rod 53 and the valve body 42 of the pressure regulating valve 40. A gap is formed in at least one of the spaces. Therefore, in the fuel supply mechanism 9 according to the present embodiment, the pressure regulating valve 40 cannot be closed due to a component processing error, a mounting error, or the like of the piezo actuator 51, the second push rod 53, and the pressure regulating valve 40. Can be prevented.

また、本実施の形態に係る燃料供給機構９においては、圧力調整弁４０の弁体４２は、高圧燃料供給流路１５側の受圧面積が、高圧燃料供給流路１５側とは反対側の受圧面積よりも大きい。このため、圧力調整弁４０は、駆動装置５０で圧力調整弁４０を開こうとしていない状態において、より開くことを防止できる。 Further, in the fuel supply mechanism 9 according to the present embodiment, the valve body 42 of the pressure regulating valve 40 has a pressure receiving area on the high pressure fuel supply flow path 15 side opposite to that on the high pressure fuel supply flow path 15 side. Larger than the area. Therefore, the pressure adjusting valve 40 can be prevented from being opened more when the driving device 50 is not trying to open the pressure adjusting valve 40.

なお、本実施の形態では、燃料供給機構９の構成のうち、制御装置６０以外の構成を高圧ポンプ１０に設けた。これに限らず、本実施の形態において高圧ポンプ１０に設けられていた燃料供給機構９の一部を、高圧ポンプ１０の外部に設けてもよい。 In the present embodiment, the high-pressure pump 10 is provided with a configuration other than the control device 60 among the configurations of the fuel supply mechanism 9. Not limited to this, a part of the fuel supply mechanism 9 provided in the high-pressure pump 10 in the present embodiment may be provided outside the high-pressure pump 10.

また、本実施の形態に係る燃料供給機構９に、低圧燃料供給流路の一部として、燃料供給弁２０よりも燃料タンク２側となる範囲から分岐した排出流路を備えてもよい。そして、該排出流路を燃料タンク２と連通させ、加圧室１２での燃料の圧縮過程において燃料供給弁２０から低圧燃料供給流路１４に戻った燃料を、該排出流路を通して燃料タンク２に戻してもよい。 Further, the fuel supply mechanism 9 according to the present embodiment may be provided with a discharge flow path branched from a range that is closer to the fuel tank 2 than the fuel supply valve 20 as a part of the low pressure fuel supply flow path. Then, the discharge flow path is communicated with the fuel tank 2, and the fuel returned from the fuel supply valve 20 to the low-pressure fuel supply flow path 14 in the fuel compression process in the pressurizing chamber 12 is passed through the discharge flow path to the fuel tank 2. You may return to.

また、本実施の形態では特に言及しなかったが、高圧ポンプ１０に備えるプランジャー１３の数は任意である。 Further, although not particularly mentioned in the present embodiment, the number of plungers 13 provided in the high-pressure pump 10 is arbitrary.

また、本実施の形態に係る燃料供給機構９において、ピエゾアクチュエーター５１の第１端部５１ａと第１プッシュロッド５２との間、及び、ピエゾアクチュエーター５１の第２端部５１ｂと第２プッシュロッド５３との間の少なくとも一方に、図５で示すようなカップリング７０を設けてもよい。 Further, in the fuel supply mechanism 9 according to the present embodiment, between the first end portion 51a and the first push rod 52 of the piezo actuator 51, and between the second end portion 51b and the second push rod 53 of the piezo actuator 51. A coupling 70 as shown in FIG. 5 may be provided on at least one of the two.

図５は、本発明の実施の形態に係るカップリングを示す断面図である。なお、図５は、ピエゾアクチュエーター５１の第１端部５１ａと第１プッシュロッド５２との間にカップリング７０を設けた例を示している。ピエゾアクチュエーター５１の第２端部５１ｂと第２プッシュロッド５３との間にカップリング７０を設ける場合には、後述の説明において、第１端部５１ａを第２端部５１ｂと読み替え、第１プッシュロッド５２を第２プッシュロッド５３と読み替えればよい。 FIG. 5 is a cross-sectional view showing a coupling according to an embodiment of the present invention. Note that FIG. 5 shows an example in which the coupling 70 is provided between the first end portion 51a of the piezo actuator 51 and the first push rod 52. When the coupling 70 is provided between the second end portion 51b of the piezo actuator 51 and the second push rod 53, the first end portion 51a is read as the second end portion 51b and the first push is provided in the description below. The rod 52 may be read as the second push rod 53.

カップリング７０は、両端が開口した筒状の本体部７１と、本体部７１の一方の開口部を閉塞し、ピエゾアクチュエーター５１の第１端部５１ａに対向して設けられた第１ピストン７２と、本体部７１の他方の開口部を閉塞し、第１プッシュロッド５２に対向して設けられた第２ピストン７３と、本体部７１の内部に充填された流体７４（例えば作動油等）と、を備えている。そして、第１ピストン７２の流体７４側の受圧面積が、第２ピストン７３の流体７４側の受圧面積よりも大きい構成となっている。 The coupling 70 includes a tubular main body 71 having both ends open and a first piston 72 provided so as to close one opening of the main body 71 and face the first end 51a of the piezo actuator 51. , A second piston 73 provided so as to face the first push rod 52 by closing the other opening of the main body 71, and a fluid 74 (for example, hydraulic oil or the like) filled inside the main body 71. It has. The pressure receiving area of the first piston 72 on the fluid 74 side is larger than the pressure receiving area of the second piston 73 on the fluid 74 side.

このような構成のカップリング７０においては、第１ピストン７２がピエゾアクチュエーター５１の第１端部５１ａに押圧されて第２ピストン７３側に移動すると、流体７４を介して第２ピストン７３も押圧される。そして、第２ピストン７３が第１プッシュロッド５２側に移動し、第１プッシュロッド５２を押圧する。この際、第１ピストン７２の流体７４側の受圧面積が第２ピストン７３の流体７４側の受圧面積よりも大きいので、第１ピストン７２の移動量よりも、第２ピストン７３の移動量の方が大きくなる。つまり、ピエゾアクチュエーター５１の伸び量以上に、第１プッシュロッド５２を移動させることができる。このため、ピエゾアクチュエーター５１を構成するピエゾ素子の使用量を削減でき、燃料供給機構９の製造コストを削減することができる。 In the coupling 70 having such a configuration, when the first piston 72 is pressed by the first end portion 51a of the piezo actuator 51 and moves toward the second piston 73, the second piston 73 is also pressed via the fluid 74. To. Then, the second piston 73 moves toward the first push rod 52 and presses the first push rod 52. At this time, since the pressure receiving area on the fluid 74 side of the first piston 72 is larger than the pressure receiving area on the fluid 74 side of the second piston 73, the moving amount of the second piston 73 is larger than the moving amount of the first piston 72. Becomes larger. That is, the first push rod 52 can be moved more than the extension amount of the piezo actuator 51. Therefore, the amount of the piezo element that constitutes the piezo actuator 51 can be reduced, and the manufacturing cost of the fuel supply mechanism 9 can be reduced.

また、本実施の形態に係る燃料供給機構９の制御装置６０に、ピエゾアクチュエーター５１に印加する電圧値を補正する機能を付加してもよい。 Further, the control device 60 of the fuel supply mechanism 9 according to the present embodiment may be provided with a function of correcting the voltage value applied to the piezo actuator 51.

図６は、ピエゾアクチュエーターに電圧が印加された際の、ピエゾアクチュエーターの両端にかかる電圧を示した特性図である。なお、図６の横軸が時間を示し、図６の縦軸が、ピエゾアクチュエーターの両端にかかる電圧を示している。また、図６に示す実線は、ピエゾアクチュエーターに経時劣化が発生していない状態を示している。図６に示す二点鎖線は、ピエゾアクチュエーターに経時劣化が発生している状態を示している。 FIG. 6 is a characteristic diagram showing the voltage applied to both ends of the piezo actuator when the voltage is applied to the piezo actuator. The horizontal axis of FIG. 6 indicates time, and the vertical axis of FIG. 6 indicates the voltage applied to both ends of the piezo actuator. Further, the solid line shown in FIG. 6 shows a state in which the piezo actuator has not deteriorated with time. The alternate long and short dash line shown in FIG. 6 indicates a state in which the piezo actuator has deteriorated over time.

ピエゾアクチュエーターに電圧を印加すると、ピエゾアクチュエーターの両端にかかる電圧も上昇していく。そして、ピエゾアクチュエーターに経時劣化が発生していない場合、ピエゾアクチュエーターの両端にかかる電圧は、ピエゾアクチュエーターに電圧が印加されている間、一定の値となる。一方、ピエゾアクチュエーターに経時劣化が発生し、内部崩壊等が発生している場合、ロスが大きくなる。このため、ピエゾアクチュエーターに経時劣化が発生している場合、ピエゾアクチュエーターに電圧が印加されている間、ピエゾアクチュエーターの両端にかかる電圧は、一旦最大値Ｖ１まで上昇するものの、その後に徐々に低下していって最小値Ｖ２となる。このため、ピエゾアクチュエーターに経時劣化が発生している場合、ピエゾアクチュエーターの伸び量が所望の伸び量よりも小さくなってしまう。 When a voltage is applied to the piezo actuator, the voltage applied to both ends of the piezo actuator also increases. When the piezo actuator has not deteriorated with time, the voltage applied to both ends of the piezo actuator becomes a constant value while the voltage is applied to the piezo actuator. On the other hand, when the piezo actuator deteriorates with time and internal collapse occurs, the loss becomes large. Therefore, when the piezo actuator has deteriorated over time, the voltage applied to both ends of the piezo actuator once rises to the maximum value V1 while the voltage is applied to the piezo actuator, but then gradually decreases. The minimum value is V2. Therefore, when the piezo actuator deteriorates with time, the elongation amount of the piezo actuator becomes smaller than the desired elongation amount.

この場合、図１及び図２で示しているように制御装置６０を構成し、ピエゾアクチュエーター５１に印加する電圧値を補正することにより、ピエゾアクチュエーター５１の伸び量を常に所望値近傍とすることができ、燃料供給機構９の動作をより安定させることができる。詳しくは、図１及び図２で示す制御装置６０は、記憶部６１、検出部６２、算出部６３、補正部６４、及び制御部６５を備えている。記憶部６１は、ピエゾアクチュエーター５１に印加する電圧の値である第１電圧値及び第２電圧値を記憶するものである。検出部６２は、ピエゾアクチュエーター５１に電圧が印加されている際、ピエゾアクチュエーター５１の両端にかかる電圧を検出するものである。算出部６３は、検出部６２の検出値から、ピエゾアクチュエーター５１にかかる電圧の最大値Ｖ１と該最大値の後の最小値Ｖ２を抽出し、最大値Ｖ１と最小値Ｖ２との差を算出するものである。補正部６４は、最大値Ｖ１と最小値Ｖ２との差が規定量以上となった場合、記憶部６１に記憶されている第１電圧値及び第２電圧値の値を大きくする補正を行い、該補正された第１電圧値及び第２電圧値を記憶部６１に記憶させるものである。制御部６５は、記憶部６１に記憶されている第１電圧値又は第２電圧値の電圧をピエゾアクチュエーター５１に印加するものである。 In this case, the control device 60 is configured as shown in FIGS. 1 and 2, and the voltage value applied to the piezo actuator 51 is corrected so that the elongation amount of the piezo actuator 51 is always close to the desired value. It is possible to make the operation of the fuel supply mechanism 9 more stable. Specifically, the control device 60 shown in FIGS. 1 and 2 includes a storage unit 61, a detection unit 62, a calculation unit 63, a correction unit 64, and a control unit 65. The storage unit 61 stores the first voltage value and the second voltage value, which are the values of the voltage applied to the piezo actuator 51. The detection unit 62 detects the voltage applied to both ends of the piezo actuator 51 when the voltage is applied to the piezo actuator 51. The calculation unit 63 extracts the maximum value V1 of the voltage applied to the piezo actuator 51 and the minimum value V2 after the maximum value from the detection value of the detection unit 62, and calculates the difference between the maximum value V1 and the minimum value V2. It is a thing. When the difference between the maximum value V1 and the minimum value V2 becomes a specified amount or more, the correction unit 64 makes a correction to increase the values of the first voltage value and the second voltage value stored in the storage unit 61. The corrected first voltage value and the second voltage value are stored in the storage unit 61. The control unit 65 applies the voltage of the first voltage value or the second voltage value stored in the storage unit 61 to the piezo actuator 51.

このように構成された制御装置６０においては、検出部６２は、ピエゾアクチュエーター５１に第１電圧値の電圧が印加されている間、ピエゾアクチュエーター５１の両端にかかる電圧を検出する。また、算出部６３は、検出部６２の検出値から、ピエゾアクチュエーター５１にかかる電圧の最大値Ｖ１と該最大値Ｖ１の後の最小値Ｖ２を抽出し、最大値Ｖ１と最小値Ｖ２との差を算出する。また、補正部６４は、最大値Ｖ１と最小値Ｖ２との差が規定量以上となった場合、記憶部６１に記憶されている第１電圧値の値を大きくする補正を行い、該補正された第１電圧値を記憶部６１に記憶させる。そして、制御部６５は、次回にピエゾアクチュエーター５１に第１電圧値の電圧を印加する際、記憶部６１に記憶されている補正された第１電圧値の電圧をピエゾアクチュエーター５１に印加する。 In the control device 60 configured as described above, the detection unit 62 detects the voltage applied to both ends of the piezo actuator 51 while the voltage of the first voltage value is applied to the piezo actuator 51. Further, the calculation unit 63 extracts the maximum value V1 of the voltage applied to the piezo actuator 51 and the minimum value V2 after the maximum value V1 from the detection value of the detection unit 62, and the difference between the maximum value V1 and the minimum value V2. Is calculated. Further, when the difference between the maximum value V1 and the minimum value V2 becomes equal to or larger than a specified amount, the correction unit 64 makes a correction to increase the value of the first voltage value stored in the storage unit 61, and the correction is made. The first voltage value is stored in the storage unit 61. Then, when the voltage of the first voltage value is applied to the piezo actuator 51 next time, the control unit 65 applies the corrected voltage of the first voltage value stored in the storage unit 61 to the piezo actuator 51.

また例えば、検出部６２は、ピエゾアクチュエーター５１に第２電圧値の電圧が印加されている間、ピエゾアクチュエーター５１の両端にかかる電圧を検出する。また、算出部６３は、検出部６２の検出値から、ピエゾアクチュエーター５１にかかる電圧の最大値Ｖ１と該最大値Ｖ１の後の最小値Ｖ２を抽出し、最大値Ｖ１と最小値Ｖ２との差を算出する。また、補正部６４は、最大値Ｖ１と最小値Ｖ２との差が規定量以上となった場合、記憶部６１に記憶されている第２電圧値の値を大きくする補正を行い、該補正された第２電圧値を記憶部６１に記憶させる。そして、制御部６５は、次回にピエゾアクチュエーター５１に第２電圧値の電圧を印加する際、記憶部６１に記憶されている補正された第２電圧値の電圧をピエゾアクチュエーター５１に印加する。 Further, for example, the detection unit 62 detects the voltage applied to both ends of the piezo actuator 51 while the voltage of the second voltage value is applied to the piezo actuator 51. Further, the calculation unit 63 extracts the maximum value V1 of the voltage applied to the piezo actuator 51 and the minimum value V2 after the maximum value V1 from the detection value of the detection unit 62, and the difference between the maximum value V1 and the minimum value V2. Is calculated. Further, when the difference between the maximum value V1 and the minimum value V2 becomes a specified amount or more, the correction unit 64 makes a correction to increase the value of the second voltage value stored in the storage unit 61, and the correction is made. The second voltage value is stored in the storage unit 61. Then, the control unit 65 applies the corrected second voltage value voltage stored in the storage unit 61 to the piezo actuator 51 the next time the voltage of the second voltage value is applied to the piezo actuator 51.

このようにピエゾアクチュエーター５１に印加する電圧値を補正することにより、ピエゾアクチュエーター５１の伸び量を常に所望値近傍とすることができ、燃料供給機構９の動作をより安定させることができる。 By correcting the voltage value applied to the piezo actuator 51 in this way, the amount of elongation of the piezo actuator 51 can always be close to the desired value, and the operation of the fuel supply mechanism 9 can be made more stable.

１ コモンレール噴射システム、２ 燃料タンク、３ 供給ポンプ、４ コモンレール、５ インジェクター、６ 低圧配管、７ 高圧配管、９ 燃料供給機構、１０ 高圧ポンプ、１１ 加圧機構、１２ 加圧室、１３ プランジャー、１４ 低圧燃料供給流路、１５ 高圧燃料供給流路、１６ 逃がし流路、２０ 燃料供給弁、２１ 台座、２２ 弁体、２３ バネ、３０ 吐出弁、３１ 台座、３２ 弁体、３３ バネ、４０ 圧力調整弁、４１ 台座、４２ 弁体、４３ バネ、５０ 駆動装置、５１ ピエゾアクチュエーター、５１ａ 第１端部、５１ｂ 第２端部、５２ 第１プッシュロッド、５３ 第２プッシュロッド、５４ バネ、５５ ストッパー、６０ 制御装置、６１ 記憶部、６２ 検出部、６３ 算出部、６４ 補正部、６５ 制御部、７０ カップリング、７１ 本体部、７２ 第１ピストン、７３ 第２ピストン、７４ 流体、１０１ コモンレール噴射システム、１０２ 燃料タンク、１０３ 供給ポンプ、１０４ コモンレール、１０５ インジェクター、１０６ 低圧配管、１０７ 高圧配管、１０９ 燃料供給機構、１１０ 高圧ポンプ、１１１ 加圧機構、１１２ 加圧室、１１３ プランジャー、１１４ 低圧燃料供給流路、１１５ 高圧燃料供給流路、１１６ 逃がし流路、１２０ 燃料供給弁、１２２ 弁体、１３０ 吐出弁、１４０ 圧力調整弁、１５１ 電磁弁、１５２ プッシュロッド、１５４ バネ。 1 Common rail injection system, 2 Fuel tank, 3 Supply pump, 4 Common rail, 5 injector, 6 Low pressure pipe, 7 High pressure pipe, 9 Fuel supply mechanism, 10 High pressure pump, 11 Pressurization mechanism, 12 Pressurization chamber, 13 Plunger, 14 Low pressure fuel supply flow path, 15 High pressure fuel supply flow path, 16 Relief flow path, 20 Fuel supply valve, 21 pedestal, 22 valve body, 23 spring, 30 discharge valve, 31 pedestal, 32 valve body, 33 spring, 40 pressure Adjusting valve, 41 pedestal, 42 valve body, 43 spring, 50 drive unit, 51 piezo actuator, 51a 1st end, 51b 2nd end, 52 1st push rod, 53 2nd push rod, 54 spring, 55 stopper , 60 Control device, 61 Storage unit, 62 Detection unit, 63 Calculation unit, 64 Correction unit, 65 Control unit, 70 Coupling, 71 Main body unit, 72 1st piston, 73 2nd piston, 74 Fluid, 101 Common rail injection system , 102 fuel tank, 103 supply pump, 104 common rail, 105 injector, 106 low pressure pipe, 107 high pressure pipe, 109 fuel supply mechanism, 110 high pressure pump, 111 pressurization mechanism, 112 pressurization chamber, 113 plunger, 114 low pressure fuel supply Flow path, 115 high pressure fuel supply flow path, 116 relief flow path, 120 fuel supply valve, 122 valve body, 130 discharge valve, 140 pressure control valve, 151 electromagnetic valve, 152 push rod, 154 spring.

Claims (8)

加圧室で燃料を加圧する加圧機構と、
一端が前記加圧室に接続され、燃料タンクに貯留されている燃料を前記加圧室に供給する低圧燃料供給流路と、
前記低圧燃料供給流路に設けられ、前記加圧室から流出する燃料の流れを規制する逆止弁である燃料供給弁と、
一端が前記加圧室に接続され、該加圧室で加圧された燃料をコモンレールに供給する高圧燃料供給流路と、
前記高圧燃料供給流路に設けられ、前記加圧室へ流入する燃料の流れを規制する逆止弁である吐出弁と、
を備えた燃料供給機構であって、
一端が前記高圧燃料供給流路に接続され、該高圧燃料供給流路を流れる燃料を、前記コモンレールに供給されないように逃がす逃がし流路と、
前記逃がし流路に設けられ、前記高圧燃料供給流路から流出する燃料の流れを規制する逆止弁である圧力調整弁と、
前記燃料供給弁の弁体と前記圧力調整弁の弁体との間に設けられたピエゾアクチュエーターを有する駆動装置と、
を備え、
前記ピエゾアクチュエーターは、
前記ピエゾアクチュエーターに電圧が印加されていない状態においては、前記燃料供給弁の弁体及び前記圧力調整弁の弁体を押圧しない第１状態となり、
前記ピエゾアクチュエーターに第１電圧値の電圧が印加されている状態においては、前記第１状態よりも伸びて、前記燃料供給弁の弁体を押圧して前記燃料供給弁を開き、且つ、前記圧力調整弁の弁体を押圧しない第２状態となり、
前記ピエゾアクチュエーターに第１電圧値よりも大きな第２電圧値の電圧が印加されている状態においては、前記第２状態よりも伸びて、前記燃料供給弁の弁体を押圧して前記燃料供給弁を開き、且つ、前記圧力調整弁の弁体を押圧して前記圧力調整弁を開く第３状態となることを特徴とする燃料供給機構。 A pressurizing mechanism that pressurizes fuel in the pressurizing chamber,
A low-pressure fuel supply flow path whose one end is connected to the pressurizing chamber and supplies fuel stored in the fuel tank to the pressurizing chamber.
A fuel supply valve, which is a check valve provided in the low-pressure fuel supply flow path and regulates the flow of fuel flowing out of the pressurizing chamber,
A high-pressure fuel supply flow path in which one end is connected to the pressurizing chamber and the fuel pressurized in the pressurizing chamber is supplied to the common rail.
A check valve provided in the high-pressure fuel supply flow path and which regulates the flow of fuel flowing into the pressurizing chamber, and a discharge valve.
It is a fuel supply mechanism equipped with
An escape flow path in which one end is connected to the high-pressure fuel supply flow path and the fuel flowing through the high-pressure fuel supply flow path is released so as not to be supplied to the common rail.
A pressure regulating valve, which is a check valve provided in the relief flow path and regulates the flow of fuel flowing out from the high-pressure fuel supply flow path,
A drive device having a piezo actuator provided between the valve body of the fuel supply valve and the valve body of the pressure regulating valve, and
With
The piezo actuator
When no voltage is applied to the piezo actuator, the first state is such that the valve body of the fuel supply valve and the valve body of the pressure regulating valve are not pressed.
In the state where the voltage of the first voltage value is applied to the piezo actuator, it extends from the first state and presses the valve body of the fuel supply valve to open the fuel supply valve and the pressure. In the second state where the valve body of the regulating valve is not pressed,
In a state where a voltage having a second voltage value larger than the first voltage value is applied to the piezo actuator, the fuel supply valve extends from the second state and presses the valve body of the fuel supply valve. The fuel supply mechanism is characterized in that the pressure adjusting valve is opened and the valve body of the pressure adjusting valve is pressed to open the pressure adjusting valve. 前記ピエゾアクチュエーターは、伸縮方向に第１端部及び第２端部を有し、
前記駆動装置は、
前記ピエゾアクチュエーターの前記第１端部と前記燃料供給弁の弁体との間に設けられた第１プッシュロッドと、
前記ピエゾアクチュエーターの前記第２端部と前記圧力調整弁の弁体との間に設けられた第２プッシュロッドと、
前記ピエゾアクチュエーターを前記第２端部側から前記第１端部側へ押圧するバネと、
前記ピエゾアクチュエーターに電圧が印加されていない前記第１状態において前記ピエゾアクチュエーターの前記第１端部から規定距離離れた位置となる箇所に設けられたストッパーと、
を備え、
前記ピエゾアクチュエーターは、
前記第２状態においては、前記バネによって前記第２端部側への伸びが規制されて前記第１端部側に伸び、前記第１端部が前記第１プッシュロッドを介して前記燃料供給弁の弁体を押圧して前記燃料供給弁を開き、且つ、前記圧力調整弁の弁体を前記第２プッシュロッドで押圧しない状態となり、
前記第３状態においては、前記ストッパーによって前記第１端部側への伸びが規制されることにより、前記バネを押し縮めながら前記第２端部側に伸びて、前記第１端部が前記第１プッシュロッドを介して前記燃料供給弁の弁体を押圧して前記燃料供給弁を開き、且つ、前記第２端部が前記第２プッシュロッドを介して前記圧力調整弁の弁体を押圧して前記圧力調整弁を開く状態となることを特徴とする請求項１に記載の燃料供給機構。 The piezo actuator has a first end portion and a second end portion in the expansion / contraction direction.
The drive device
A first push rod provided between the first end of the piezo actuator and the valve body of the fuel supply valve,
A second push rod provided between the second end of the piezo actuator and the valve body of the pressure regulating valve, and
A spring that presses the piezo actuator from the second end side to the first end side,
A stopper provided at a position separated from the first end portion of the piezo actuator in the first state in which no voltage is applied to the piezo actuator, and
With
The piezo actuator
In the second state, the spring regulates the extension to the second end side and extends to the first end side, and the first end portion passes through the first push rod and the fuel supply valve. The fuel supply valve is opened by pressing the valve body of the pressure adjusting valve, and the valve body of the pressure adjusting valve is not pressed by the second push rod.
In the third state, the stopper regulates the extension toward the first end portion, so that the spring is compressed and extended toward the second end portion side, and the first end portion is the first end portion. 1 The valve body of the fuel supply valve is pressed via the push rod to open the fuel supply valve, and the second end portion presses the valve body of the pressure adjusting valve via the second push rod. The fuel supply mechanism according to claim 1, wherein the pressure regulating valve is opened. 前記第１状態において、前記ピエゾアクチュエーターの前記第１端部と前記第１プッシュロッドとの間、及び、前記第１プッシュロッドと前記燃料供給弁の弁体との間の少なくとも一方に、隙間が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の燃料供給機構。 In the first state, there is a gap between the first end of the piezo actuator and the first push rod, and at least one of the first push rod and the valve body of the fuel supply valve. The fuel supply mechanism according to claim 2, wherein the fuel supply mechanism is formed. 前記第１状態及び前記第２状態において、前記ピエゾアクチュエーターの前記第２端部と前記第２プッシュロッドとの間、及び、前記第２プッシュロッドと前記圧力調整弁の弁体との間の少なくとも一方に、隙間が形成されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の燃料供給機構。 At least between the second end of the piezo actuator and the second push rod, and between the second push rod and the valve body of the pressure regulating valve in the first state and the second state. The fuel supply mechanism according to claim 2 or 3, wherein a gap is formed on one side. 前記ピエゾアクチュエーターの前記第１端部と前記第１プッシュロッドとの間、及び、前記ピエゾアクチュエーターの前記第２端部と前記第２プッシュロッドとの間の少なくとも一方に設けられたカップリングを備え、
該カップリングは、
両端が開口した筒状の本体部と、
前記本体部の一方の開口部を閉塞し、前記ピエゾアクチュエーターに対向して設けられた第１ピストンと、
前記本体部の他方の開口部を閉塞し、前記第１プッシュロッド又は前記第２プッシュロッドに対向して設けられた第２ピストンと、
前記本体部の内部に充填された流体と、
を備え、
前記第１ピストンの前記流体側の受圧面積が、前記第２ピストンの前記流体側の受圧面積よりも大きいことを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれか一項に記載の燃料供給機構。 A coupling provided at least one of the first end portion of the piezo actuator and the first push rod and between the second end portion of the piezo actuator and the second push rod is provided. ,
The coupling is
A tubular body with both ends open and
A first piston provided so as to face the piezo actuator by closing one opening of the main body, and
A second piston provided so as to close the other opening of the main body portion and face the first push rod or the second push rod.
The fluid filled inside the main body and
With
The fuel supply mechanism according to any one of claims 2 to 4, wherein the pressure receiving area on the fluid side of the first piston is larger than the pressure receiving area on the fluid side of the second piston. .. 前記圧力調整弁の弁体は、
前記高圧燃料供給流路側の受圧面積が、前記高圧燃料供給流路側とは反対側の受圧面積よりも大きいことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の燃料供給機構。 The valve body of the pressure regulating valve is
The fuel supply mechanism according to any one of claims 1 to 5, wherein the pressure receiving area on the high pressure fuel supply flow path side is larger than the pressure receiving area on the side opposite to the high pressure fuel supply flow path side. .. 前記ピエゾアクチュエーターへ電圧を印加する制御装置を備え、
前記制御装置は、
前記第１電圧値及び前記第２電圧値を記憶する記憶部と、
電圧が印加されている前記ピエゾアクチュエーターの両端にかかる電圧を検出する検出部と、
前記検出部の検出値から前記両端にかかる電圧の最大値と該最大値の後の最小値を抽出し、前記最大値と前記最小値との差を算出する算出部と、
前記最大値と前記最小値との差が規定量以上となった場合、前記記憶部に記憶されている前記第１電圧値及び前記第２電圧値の値を大きくする補正を行い、該補正された前記第１電圧値及び前記第２電圧値を前記記憶部に記憶させる補正部と、
前記記憶部に記憶されている前記第１電圧値又は前記第２電圧値の電圧を前記ピエゾアクチュエーターに印加する制御部と、
を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の燃料供給機構。 A control device for applying a voltage to the piezo actuator is provided.
The control device is
A storage unit that stores the first voltage value and the second voltage value,
A detector that detects the voltage applied to both ends of the piezo actuator to which the voltage is applied, and
A calculation unit that extracts the maximum value of the voltage applied across the both ends from the detection value of the detection unit and the minimum value after the maximum value, and calculates the difference between the maximum value and the minimum value.
When the difference between the maximum value and the minimum value becomes a specified amount or more, a correction is made to increase the values of the first voltage value and the second voltage value stored in the storage unit, and the correction is performed. A correction unit that stores the first voltage value and the second voltage value in the storage unit,
A control unit that applies the voltage of the first voltage value or the second voltage value stored in the storage unit to the piezo actuator.
The fuel supply mechanism according to any one of claims 1 to 6, wherein the fuel supply mechanism is provided. コモンレール噴射システムに用いられ、コモンレールに加圧した燃料を供給する高圧ポンプであって、
請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の燃料供給機構を備えたことを特徴とする高圧ポンプ。 A high-pressure pump used in a common rail injection system that supplies pressurized fuel to the common rail.
A high-pressure pump comprising the fuel supply mechanism according to any one of claims 1 to 7.
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